Розробка та властивості плівкоутворювачів для флексографських фарб на основі вторинного поліетилентерефталату

Abstract

The analysis of literary sources through question of receipt of varnish-painting materials for the fleksographic method of printing on absorptive and not absorptive is conducted. The perspective of application of second polyethylentherephtalate for the receipt of fleksografic paints is shown. The kinetic conformity to the law of reactions of alkogoliz and aminoliz of complex ethers compounds on the basis of aromatic acids are explored. The got results showed enough high speed of alkogoliz and aminoliz of dimethil ethers of orto- and terephtalate acids. The kinetic conformity to the law of reactions of alkogoliz of polyethylenterephtalate by diethylenglikol on the selection of ethylenglikol is studied. Researches of chemical modification of polyethylenterephtalate showed that quantity of selected ethylenglikol and the type of organic solvent, applied for the receipt solution, are affected properties of the got products. Paints are got on the basis of modificated polyethylenterephtalate and studied their properties. High physical-chemical and physical-mechanical properties of printing prints on their basis are shown. Проведен анализ литературных источников по вопросу получения лакокрасочных материалов для флексографского способа печати по впитывающим и не впитывающим подложкам, показана перспективность применения вторичного полиэтилентерефталата (ПЭТФ) для получения флексографских красок. Исследованы кинетические закономерности реакций алкоголиза и аминолиза сложноэфирных соединений на основе ароматических кислот. Проведенные исследования по изучению реакции алкоголиза соединений, содержащих сложноэфирные группы, показали высокую скорость, что обусловлено низким значением энергии активации. Изучение кинетические закономерности реакции аминолиза проводилось на системах без выделения и с выделением побочных продуктов. Исследования, приведенные в данном подразделе, показывают, что даже в том случае, когда не происходит выделение низкомолекулярных продуктов (реакция аминолиза децилбензоата α-аминоантрахиноном) порядок реакции является вторым. Расчет констант скорости осуществляли дифференциальным методом, и было получено следующее значение (2,42±0,02)•10-5 кг/моль•с. Для более детального рассмотрения процессов аминолиза сложноэфирных соединений было проведено изучение процесса аминолиза диметилортофталата (ДМоФ) и диметилтерефталата (ДМтФ) анилином. Полученные результаты показали довольно высокую скорость алкоголиза и аминолиза диметиловых эфиров орто- и терефталевой кислот. Но данные модельные системы, по-видимому, не могут полностью соответствовать результатам по изучению данных закономерностей с использованием ПЭТФ. Далее проводились исследования посвященные изучению процесса алкоголиза ПЭТФ диэтиленгликолем (ДЭГ). Изучение кинетических закономерностей реакции алкоголиза ПЭТФ ДЭГ при соотношении исходных сложноэфирных и гидроксильных групп 1,0:2,0. В ходе исследований было установлено, что для химической модификации ПЄТФ в большей степени подходит измельченная ПЭТ-тара. Степень выделения этиленгликоля из реакционной массы при использовании данного вида сырья составляет 93,9% от всего этиленгликоля, находящегося во вторичном ПЭТФ. Рассчитанная константа скорости второго порядка составляет 0,18*10-5 кг/моль*с. Таким образом для исследований процесса химической модификации ПЭТФ необходимо использовать дробленные хлопья ПЭТ-тары при следующих технологических параметрах: температура 220 0С и вакуум-огоном этиленгликоля при остаточном давлении 20 кПа. Реакция взаимодействия ПЭТФ с диэтиленгликолем изучалась также по характеру изменения сигналов ЯМР. Проведенные исследования спектров ЯМР подтвердили, что в процессе реакции происходит частичная замена этиленгликоля на диэтиленгликоль, что дает возможность применения химической модификации вторичного ПЭТФ. Результаты исследований процесса алкоголиза ПЭТФ показали, что олигомеры полученные при мольном соотношении 1,0:0,3; 1,0:0,4; 1,0:1,5; 1,0:2,0 в меньшей мере отвечают свойствам пленкообразователей для флексографских красок. Поскольку, например, при соотношении 1,0:0,3 и 1,0;0,4 образуются малорастворимые в лаковых органических растворителях продукты с низким содержанием функциональных гидроксильных групп, что в свою очередь сни-жает адгезию к полимерным пленкам. В тоже время следуют отметить, что с увеличением количества ДЭГ (соотношения 1,0:1,5; 1,0:2,0) в олигомере приводит к получению низкоплавких и вязкотекучих продуктов, а это не допускает возможности применения их в качестве пленкообразователей. Краски, в основе которых лежат такие пленкообразователи, не будут высыхать на подложке. Поэтому для дальнейших исследований были взяты олигомеры полученные при мольных соотношениях ПЭТФ:ДЭГ= 1,0:0,5; 1,0:0,75; 1,0:1,0. Продукты алкоголиза вторичного ПЭТФ использовали для получения лакокрасочных композиций. В качестве пленкообразователей для красок по впитывающим подложкам применялись олигомеры полученные при мольном соотношении ПЭТФ:ДЭГ=1,0:0,75; 1,0:1,0. Данные продукты растворимы в лаковых органических растворителях (этилацетат, ацетон и растворитель ФС-Б). Результаты испытаний показали, что полученные олигомеры могут служить пленкообразователями красок для флексографской печати по впитываю щим подложкам, а это в свою очередь позволяет отказаться от применения для этой цели более дорогих природных и синтетических пленкообразователей. Пленкообразователи для печати по полимерным пленкам должны содер-жать полярные функциональные группы, способные к образованию водородных связей с полимерным материалом подложки. Для повышения адгезионных свойств продукты алкоголиза вторичного ПЭТФ модифицировали малеиновым ангидридом и триэтилентетрамином. Таким образом, полученные пленкообразователи обладают довольно высокими физико-химическими и физико-механическими свойствами, что позволяет использовать их для получения флексографских красок для печати по впитывающим и не впитывающим подложкам.Проведено аналіз літературних джерел з питання отримання лакофарбних матеріалів для флексографського способу друку по вбирних і не вбирних підкладках, показана перспективність застосування "вторинного" поліетилентерефталату для отримання флексографських фарб. Досліджено кінетичні закономірності реакцій алкоголізу і амінолізу сполук на основі ароматичних кислот, що містять складноестерні групи. Отримані результати показали досить високу швидкість алкоголізу і амінолізу діметилових естерів орто- і терефталевих кислот. Вивчено кінетичні закономірності реакції алкоголізу поліетилентерефталату діетиленгліколем за виділенням етиленгліколю. Доведена доцільність використання ПЕТ-тари та визначені умови його модифікації. Дослідження хімічної модифікації поліетилентерефталату показали, що на властивості одержуваних продуктів впливають кількість етиленгліколю, що відганяється, а також вид органічного розчинника, вживаного для отримання розчину. Отримані фарби на основі модифікованого поліетилентерефталату й вивчені їх властивості. Встановленні умови одержання фарб з високими фізико-хімічними і фізико-механічними властивостями друкарських відтисків на їх основі.