高速印刷中潤版液應快速潤濕印版空白表面以防上墨帶臟，同時(shí)要確保以最少的水與油墨快速達到水墨平衡。實(shí)踐證明，油墨的表面張力是30～36mN/m，潤版液的表面張力控制在35～42mN/m時(shí)，能夠達到最佳的水墨平衡。對潤版液來(lái)說(shuō)，快速降低其表面張力至35～42mN/m才能滿(mǎn)足上述要求。表面活性劑具有特殊的雙親性分子結構，容易在液固界面吸附而改變界面性質(zhì)，從而大大降低了液體的表面張力。

由于潤版液中含有其他電解質(zhì)，而非離子表面活性劑在水溶液中不離解為離子，穩定性高，耐硬水性強，無(wú)毒性，不揮發(fā)，所以選擇非離子表面活性劑作為其潤濕劑。表面張力是液體的重要性質(zhì)之一。表面張力分為靜態(tài)表面張力和動(dòng)態(tài)表面張力。靜態(tài)表面張力是指表面活性劑在界面達到吸附平衡時(shí)的最低表面張力，一般用臨界膠束濃度(cmc)時(shí)的張力γcmc表示。動(dòng)態(tài)表面張力是指一定濃度的表面活性劑溶液在達到平衡吸附前某一時(shí)刻的表面張力，用dst表示。

印刷是高速動(dòng)態(tài)過(guò)程，所以研究潤版液動(dòng)態(tài)表面張力比靜態(tài)表面張力更有實(shí)際意義。在葉面施肥、農藥用潤濕劑等應用中有較多的關(guān)于動(dòng)態(tài)表面張力報道，而印刷潤版液中鮮有報道動(dòng)態(tài)表面張力，楊永剛等研究的環(huán)保型非離子表面活性劑潤版液配方中通過(guò)研究靜態(tài)表面張力選擇茶皂素作為表面活性劑。

用最大氣泡壓力法(MBP)對脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO7)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)和辛基酚聚氧乙烯醚(OP－10)三種非離子表面活性劑進(jìn)行動(dòng)態(tài)表面張力測試，并分析分子結構、濃度、溫度對動(dòng)態(tài)表面張力的影響。結合印刷工藝要求，選擇適合的潤濕劑，得出添加濃度和使用溫度。根據資料可知，選用的三種活性劑的靜態(tài)表面張力γcmc均小于35mN/m，HLB值也符合作為潤濕劑的要求，濁點(diǎn)在50℃以上，滿(mǎn)足印刷對溫度的要求，符合作為潤版液潤濕劑的初步要求。各種基本參數見(jiàn)表1。

表1三種活性劑的基本性能參數

1、實(shí)驗

實(shí)驗用最大氣泡壓力法(MBP法)測量液體動(dòng)態(tài)表面張力，MBP法可以測出幾毫秒到幾分鐘的動(dòng)態(tài)表面張力變化，適合印刷這種高速瞬間動(dòng)態(tài)表面張力變化。

1.1、材料儀器

表面活性劑:脂肪醇聚氧乙烯醚AEO7(碳原子12，乙氧基數即EO數7)，海安石油化工廠(chǎng)產(chǎn)品;脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9(碳原子12，乙氧基數即EO數9)海安石油化工廠(chǎng)產(chǎn)品;辛基酚聚氧乙烯醚(OP－10，碳原子8，EO數10)，廣州樂(lè )恒化工有限公司產(chǎn)品;去離子水。

儀器:BPA表面張力儀(最大氣泡壓力法測量原理)，德國SITA公司。

1.2、實(shí)驗方法

對AEO7和AEO9、OP－10在相同質(zhì)量分數濃度下(0.1%)測量動(dòng)態(tài)表面張力dst，分析非離子表面活性劑的分子結構對動(dòng)態(tài)表面張力的影響;

測量OP－10不同質(zhì)量分數濃度下的動(dòng)態(tài)表面張力dst，分析濃度對動(dòng)態(tài)表面張力dst的影響;

測量不同溫度下OP－10在質(zhì)量分數濃度為0.1%的動(dòng)態(tài)表面張力dst，分析溫度對dst的影響。

2、結果與討論

2.1、非離子表面活性劑分子結構對dst的影響

由于表面活性劑分子結構不同，在界面上的吸附速度和溶液的表面張力的降低速度和程度各不相同。由圖1可以看出，相同質(zhì)量分數濃度的AEO7和AEO9、OP－10三種活性劑溶液動(dòng)態(tài)表面張力降至最低值所需時(shí)間分別是0.3秒、1.5秒、0.5秒。從疏水基即碳鏈的長(cháng)短來(lái)看，AEO9和OP－10比較OP－10動(dòng)態(tài)表面張力下降速度快，可以看出碳鏈越短(AEO9疏水基有12個(gè)碳，而OP－10只有8個(gè)碳)，動(dòng)態(tài)表面張力下降越快，吸附速度越快，達到平衡吸附的時(shí)間越短，潤濕鋪展性能越好。從親水基即EO數大小來(lái)看，AEO7和AEO9比較AEO7動(dòng)態(tài)表面張力下降速度快，可以看出EO數越小(AEO7的EO數7，AEO9的EO數9)，活性劑疏水性越強，溶解度減小，吸附到界面的速度增大，動(dòng)態(tài)表面張力下降就越快，潤濕擴展性能就好。以上分析可以看出低碳鏈、低EO數的醇醚具有最佳潤濕性能。根據曲線(xiàn)可以看出，AEO7動(dòng)態(tài)表面張力下降速度最快，在0.1秒就降至30.88mN/m，單從快速潤濕效果來(lái)說(shuō)，AEO7溶液的潤濕性能最佳，但結合印刷對潤版液的表面張力35～42mN/m的要求，AEO7控制不好會(huì )對油墨乳化產(chǎn)生不利影響。所以OP－10比較適合作為潤版液的潤濕劑。

圖1質(zhì)量分數濃度為0.1%的AEO7、AEO9、OP－10溶液的dst變化曲線(xiàn)

2.2、濃度對dst的影響

圖2不同質(zhì)量分數濃度的OP－10dst變化曲線(xiàn)

由圖2可以看出，隨著(zhù)濃度的增大，OP－10溶液的動(dòng)態(tài)表面張力下降越快，質(zhì)量分數為0.2%和0.3%時(shí)的高濃度下dst在0.05秒就降低到靜態(tài)表面張力，而質(zhì)量分數0.1%濃度時(shí)在0.5秒才降到靜態(tài)表面張力。這是因為濃度增大，吸附到表面的活性劑分子越多，降低張力的能力就強。溶液濃度越大，則表面張力在短時(shí)間內大幅度下降，因此達到平衡吸附的時(shí)間越短。根據印刷實(shí)際，添加過(guò)多的表面活性劑會(huì )加劇油墨乳化，所以質(zhì)量分數為0.1%的濃度比較適合潤版液的要求。

2.3、溫度對dst的影響

圖3質(zhì)量分數濃度為0.1%的OP－10在不同溫度下dst變化曲線(xiàn)

由圖3可知，隨著(zhù)溫度的升高(小于活性劑濁點(diǎn)，OP－10濁點(diǎn)是65℃)，OP－10溶液的dst下降速度加快，質(zhì)量分數濃度為0.1%時(shí)，dst下降至35mN/m，10℃時(shí)需要時(shí)間5秒，20℃時(shí)需要0.1秒，30℃時(shí)只需要0.05秒。這是因為非離子表面活性劑溶液隨溫度升高其在水中的溶解度下降，分子熱運動(dòng)使乙氧基中氧原子與水分子之間的氫鍵遭到破壞，親水性下降，疏水性增強，活性劑分子從水中逃離的趨勢加強，更有利于其在固體表面吸附，動(dòng)態(tài)表面張力下降快，潤性能好，對于聚環(huán)氧乙烷類(lèi)非離子表面活性劑，溫度接近濁點(diǎn)時(shí)，潤濕性能最佳，結合印刷工藝實(shí)際，當溫度升高到一定程度，對紙張和油墨的性能會(huì )產(chǎn)生一定影響，也會(huì )加劇油墨乳化，所以印刷對環(huán)境溫度有要求，一般要求在18℃～23℃，所以選擇20℃為潤版液的溫度，這樣既能滿(mǎn)足印刷對溫度要求，也能滿(mǎn)足非離子表面活性劑dst下降至35mN/m的較短時(shí)間要求。

3、結束語(yǔ)

用最大氣泡壓力法研究了相同濃度的AEO7、AEO9、OP－10的動(dòng)態(tài)表面張力變化;OP－10在不同濃度下的動(dòng)態(tài)表面張力變化及不同溫度下的動(dòng)態(tài)表面張力變化。分析了分子結構、濃度、溫度對動(dòng)態(tài)表面張力的影響。對于分子結構來(lái)說(shuō)，低碳鏈、低EO數的醇醚具有最佳潤濕性能;非離子表面活性劑溶液動(dòng)態(tài)表面張力隨濃度的增加下降的越快;非離子表面活性劑溶液隨溫度升高其動(dòng)態(tài)表面張力下降越快。結合印刷工藝實(shí)際，OP－10適合做潤版液潤濕劑;選OP－10作為潤濕劑時(shí)其添加濃度控制在0.1%;潤版液使用溫度控制在室溫(20℃左右)即可。以上結論為潤版液配方中選擇合適的潤濕劑以及在使用潤版液時(shí)潤濕劑的添加濃度和潤版液使用的環(huán)境溫度控制提供可靠參考。