Статьи +7 (495) 223-18-03
8-800-600-18-03

г. Москва
 
   Главная | Выставки | Статьи | Каталоги | Склад | Новости | Партнеры | Услуги | Контакты

Оборудование (по алфавиту)
Анализаторы катализаторов
Анализаторы волокон и порошков
Анализаторы пены KRUSS
Анализаторы полимеров
Анализаторы размера частиц
Биореакторы и ферментёры
Генераторы газов
Диспергаторы лабораторные
Испарители роторные
Калориметры (выделяемое тепло)
Камеры испытательные Liebisch
Камеры климатические CTS
Камеры низкотемпературные
Камеры роста растений
Клапаны Sitec
Колонны ректификационные
Лазерные конфокальные микроскопы
Мельницы лабораторные
Газоструйные мельницы
Мешалки лабораторные
Насосы газовые (вакуумные)
Насосы жидкостные
Печи лабораторные
Планетарные смесители
Приборы для измерения краевого угла смачивания (KRUSS)
Реакторы химические
Реакторы металлические
Реакторы проточные
Реакторы стеклянные
Реометры порошков
Стерилизаторы паровые CertoClav
Сушки лабораторные
Тензиометры KRUSS
Теплообменники
Термостаты HUBER
Тестеры фармпрепаратов
Фильтры лабораторные
Флэш-хроматографы Teledyne
Центрифуги фильтрующие
Шкафы и инкубаторы Memmert
Шланги лабораторные
Эксикаторы и перчаточные боксы
Галерея реакторов и фильтров




mistakes



Исследование ингибиторов пены в чернилах для печати

Составы водных печатных красок и чернил обычно включают поверхностно-активные вещества в качестве смачивающих и диспергирующих агентов. Нежелательным побочным эффектом добавления поверхностно-активных веществ является склонность к пенообразованию. Вспенивающиеся краски и чернила вызывают множество проблем с качеством: они затрудняют обработку и контроль качества, вызывают дефекты печатного изображения и снижают адгезию к носителю. Вот почему печатные краски и чернила на водяной основе добавляют пеногасители для минимизации образования пены. При анализе пены типографских красок и чернил внимание уделяется как количеству образовавшейся пены, так и ее стабильности. С помощью анализатора динамического пенообразования - DFA100 от KRUSS можно определить вспениваемость и стабильность пены в ходе одного измерения. В рамках этого отчета по заявке сравнивается действие двух антивспенивателей на основе силикона в чернилах для печати при одинаковой концентрации активного вещества. Эффекты одного из этих пеногасителей также были исследованы при концентрации, сниженной на 25 %.

Экспериментальная часть

Производитель красок хотел использовать DFA100 для тестирования нового состава противовспенивающего агента в качестве компонента чернил для печати и сравнения его с ранее использованным. Всегда изучали одни и те же чернила для печати, добавляя к ним пеногаситель с ранее использованным составом (образец A) и новый состав B. Для Образца B1 использовали концентрацию активного агента, сравнимую с Образцом A. Образец B2 содержал пеногаситель в концентрации, сниженной на 25%, чтобы уменьшить добавление дорогостоящего агента. Для всех образцов было проведено повторное измерение с новой партией.

Таблица 1 - Исследованные образцы

Исследованные образцы


Настройка и процедура измерения

50 мл конкретного образца помещали в сосуд для образцов DFA100 (рисунок 1а). Воздух пропускали через образец сквозь пористое основание (G2; размер пор 40–100 мкм) сосуда с образцом при постоянном объемном расходе (Q = 0,7 л / мин) в течение 12 с (рисунок 1b). Измерения сравнивали в этих условиях образования пены.

Образование пены воздушным потоком  DFA100
Рисунок 1 - Образование пены воздушным потоком DFA100

В качестве альтернативы, с помощью DFA100 пену можно получить с помощью мешалки. Этот метод не использовался, поскольку различия в свойствах распада обычно четко видны при использовании метода воздушного потока. Во время образования пены и последующего разложения пены общая высота h (состоящая из столбов пены и жидкости) отслеживалась на месте путем измерения светопропускания как функции времени (рисунок 2).

В DFA100 измерение высоты осуществляется с помощью светодиодной панели и фотодетектора, между которыми расположена колонна. Границы фаз пена/газ и (для прозрачных жидкостей) пена/жидкость обнаруживаются по разнице в интенсивности (рисунок 2).

Определение высоты пены с помощью DFA100
Рисунок 2 - Определение высоты пены с помощью DFA100

Во время образования пены общая высота h непрерывно увеличивается. В конце периода образования пены (t = tend) h имеет максимальное значение hmax. По истечении времени (t> tend) столб пены разрушается.

Последовательность измерений
Рисунок 3 - Последовательность измерений

Поскольку образцы были непроницаемыми для света и переход между жидкой фазой и пеной не мог быть обнаружен, поведение пены было изучено по общей высоте h (рисунок 2).


Полученные результаты

На следующем рисунке (рисунок 4) показаны кривые общей высоты в зависимости от времени для шести тестов на вспенивание (образцы A, B1 и B2, каждый с повторным измерением). Благодаря хорошей воспроизводимости (Δmax = 1,2 мм; таблица 2 и рисунок 4) дальнейшие измерения не проводились.

Кривые образования и разложения пены
Рисунок 4 - Кривые образования и разложения пены.

Кривые увеличиваются до тех пор, пока поток воздуха не будет отключен. Время выключения показано вертикальной линией tend. После этой линии начинается распад пены. Горизонтальная линия описывает начальную высоту hini, т.е. высоту поверхности жидкости до образования пены. Между образцами A и B можно определить четкое различие в пенообразовании (таблица 2) при сопоставимой концентрации пеногасителя (образец B1). Начиная с начальной высоты hini 40 мм, общая высота для образца B1 увеличилась до 57 мм, для образца A высота составляла 90 мм; это соответствует 3-кратному количеству произведенной пены. Даже при более низкой концентрации противовспенивающий агент B (образец B2) показал увеличение общей высоты только примерно до 72 мм.

Обсуждение

Состав B является более эффективным в отношении образования пены и более эффективным в отношении разложения образовавшейся пены. Даже при снижении концентрации активного агента на 25% B2 явно более выгоден, чем A, но, как и ожидалось, хуже, чем более высокая начальная концентрация активного агента B1. Противовспенивающие агенты обычно действуют не только как ингибиторы пенообразования; они также дестабилизируют образовавшуюся пену. Этот эффект можно оценить, используя кривую распада и рассчитанные параметры, такие как, например, период полураспада. Последний описывает время, в течение которого высота пены (относящаяся к начальной высоте hini) уменьшается до половины от своего максимального значения.

Таблица 2 - Результаты по способности к пенообразованию и стабильности пены образцов
Результаты по способности к пенообразованию и стабильности пены образцов

Это также демонстрирует преимущества нового состава B: в то время как высота пены (измеренная от начальной высоты до образования пены) для образца A уменьшилась вдвое после среднего значения 9,5 с (значение периода полураспада), для образца B1 требовалось только 1,2 c в сопоставимой концентрации (Табл. 2). Изменение концентрации для состава B (образец B2) также повлияло на стабильность пены: уменьшение количества на 25% увеличивало значение периода полураспада в 3 раза (таблица 2). Выгодно ли использование состава с пониженной концентрацией для B зависит от того, является ли решающим максимальная высота или количество пены, остающееся через определенное время. Для образцов B1 и B2 оставшееся количество пены вернулось к тому же значению около начальной высоты примерно через 22 с (рис.4). Если эта скорость распада достаточно высока для применения, снижение концентрации может быть выгодным по причинам стоимости.

Выводы

Эксперименты по образованию и разложению пены на образцах чернилах для печати, к которым были добавлены два различных противовспенивающих агента A и B, были проведены с использованием DFA100 за один цикл. Используя общую высоту в конце процесса образования пены, можно было четко продемонстрировать различия в эффективности двух составов. Использование превосходного состава B, даже при концентрации, сниженной на 25% по сравнению с A, привело к явно более низкому уровню пенообразования образца. В образцах уменьшение пенообразования было связано с более быстрым распадом пены и, следовательно, снижением стабильности пены. Об этом могут свидетельствовать значения периода полураспада. Рекомендуемая концентрация для состава B зависит от того, является ли максимальная высота пены или высота после определенного времени распада значительной для конкретного применения. Повторные измерения для каждого образца показывают очень хорошую воспроизводимость кривых образования и разложения пены, так что различия между образцами могут быть четко прослежены в различных составах и концентрациях пеногасителя.

Это интересно...
Исследование пенообразования
Чернила для глубокой печати
Загрузить
Каталог Тензиометры KRUSS 4.77 МВ
Брошюра Тензиометры KRUSS 0.38 МВ
 Создание сайта — Вячеслав Курашенко
© 2008-2021 Tirit.org - ООО | Карта сайта