《制印化學基礎》是為適應普通高等學校本科教學和新時期新型印刷人才培養(yǎng)的要求而編寫的!吨朴』瘜W基礎》將高分子化學與物理、表面化學基礎知識與專業(yè)知識有機結合,注重聯(lián)系實際,并適當地介紹了一些國內外印刷包裝行業(yè)的新技術、新方向,有利于拓寬學生的知識面,提高學生分析問題、解決問題的能力。
全書共分三大部分,系統(tǒng)地介紹了印刷學科中涉及的有關化學基礎知識。其中,第一部分主要包含聚合物的合成原理、方法,高分子化合物的結構、衍生化、力學性能、電學性能、膠粘性能等;第二部分主要涉及液體、固體的表面現(xiàn)象,變化規(guī)律,表面改性方法,表面活性物質的結構、作用原理及應用方法等;第三部分主要包括染料(有機顏料)的分類、染料的發(fā)色理論、物質的顏色和其結構的關系等內容。
《制印化學基礎》可作為高等學校印刷工程專業(yè)及相關專業(yè)本科生的教材,也適合于從事印刷材料、印刷工藝研究的相關科研、工作人員參考。
印刷技術作為一門古老而又年輕的學科,給人類帶來了絢麗多彩的世界,我國勞動人民在很早之前就發(fā)明了印刷技術,創(chuàng)造了光輝燦爛的文化,稱為舉世聞名的大發(fā)明。如今,它作為現(xiàn)代文明的一個不可缺少的部分,必將給人類繪出更多更美的圖畫。
然而,印刷技術的革新與提高,特別是新型印刷材料的研制,離不開化學,可以說沒有化學知識的應用,就沒有印刷技術的今天,更沒有印刷技術的未來。盡管我國涉足印刷工程與包裝工程專業(yè)的高等院校均將化學課程作為學生的必修課,但均采用化學專業(yè)或其他專業(yè)的教材,存在著許多弊端。編者在二十年來從事該專業(yè)化學課程教學的基礎上,認真閱讀、分析印刷專業(yè)課程內容,提煉出印刷材料、印刷工藝必需的化學知識,并對多年試用的講義進行修改、充實,編寫了本套適合印刷工程專業(yè)的化學教材。
本教材包括高分子化學與物理、界面化學、染料化學三部分,這些內容多是基礎化學(無機化學、有機化學等)沒有包含,而在印刷工藝中又頻繁出現(xiàn)的研究課題。例如:高聚物的合成、改性方法及理化性質對研制新型印刷材料(版材、油墨、合成紙張等)是必不可少的基礎知識,而非牛頓流體(高聚物熔體及溶液)的流變學理論則能指導我們選擇印刷最適宜的條件(印刷適性),例如紙張、油墨在操作過程中都有特定的流變性能,并遵循非牛頓流體的流變學規(guī)律。此外,高分子材料的力學性能、電學性能、溶解過程對于指導印刷實踐也是不可忽略的課題。
界面化學主要是描述各種界面行為及理論。印刷都是在某一物體(紙張、版材)的表面(固一氣、液-氣界面)上作文章,即研究其表面的潤濕性能、吸收性能等。而表面結構及表面張力決定其表面行為(表面吸附。物理吸附、化學吸附、潤濕性能),例如了解金屬表面結構是認識在金屬(鋅、鋁)版材上建立圖像及吸附層的基礎。金屬版面(高能面)的潤濕性能較高聚物(低能面)的好。同一金屬表面通過不同的處理(表面活性劑),就能建立親水親油這一對矛盾體來滿足空白與畫線部分的需要。此外,表面活性劑還具有乳化、滲透、分散、增溶等作用,這些作用在照相、制版、印刷工序上都具有相當重要的地位,可見離開了界面科學的知識,印刷是無法進行的。
印刷油墨的主要成分是染料(顏料),如何制備出色調鮮明、著色率高、耐候性好的油墨也是人們研究的熱點之一。此外,某些成像材料也是由于有機化合物發(fā)生反應變成具有顏色的染料而達到成像的目的。這樣就需要人們對顏色與物質結構之間的關系有所了解,從中得到啟示,進而達到開發(fā)新產品的目的。
第一篇 高分子化學及物理
第1章 基本概念
1.1 葛分子的涵義和基本特性
1.1.1 高分子的涵義
1.1.2 高分子的基本特性
1.2 高分子化合物的分子量及分子量分布
1.2.1 分子量
1.2.2 分子量分布
1.3 高分子化合物的分類及命名
1.3.1 高聚物的分類
1.3.2 高聚物的命名
第2章 高分子的合成反應
2.1 連鎖聚合反應
2.1.1 自由基連鎖均聚合反應
2.1.2 自由基連鎖共聚合反應
2.1.3 正離子聚合
2.1.4 負離子聚合
2.1.5 配位絡合聚合
2.1.6 連鎖聚合反應的特點
2.1.7 聚合方法
2.2 逐步聚合反應
2.2.1 單體結構
2.2.2 縮聚反應的機理——逐步和平衡
2.2.3 縮聚反應的特點
2.2.4 縮聚過程中的副反應
2.2.5 反應的實施方法
第3章 高分子化合物的結構
3.1 概論
3.1.1 高聚物的結構特點
3.1.2 高聚物結構內容
3.2 大分子鏈的結構
3.2.1 大分子間的作用力
3.2.2 大分子鏈的柔順性
3.3 高分子化合物的聚集狀態(tài)
3.4 高聚物的力學狀態(tài)
3.4.1 高聚物的三種力學狀態(tài)
3.4.2 線型非晶相高聚物的力學狀態(tài)
3.4.3 線型晶相高聚物的形變、溫度曲線
3.4.4 體型高聚物的力學狀態(tài)
第4章 高分子化合物的主要性能
4.1 玻璃狀態(tài)的力學性能——強度與破壞
4.1.1 強度和破壞
4.1.2 影響聚合物力學性能的因素
4.2 高彈態(tài)的力學性能
4.2.1 聚合物的高彈性
4.2.2 影響橡膠彈性的因素
4.2.3 橡膠的使用溫度范圍
4.2.4 硅橡膠
4.3 粘流態(tài)的力學性能——粘流性
4.3.1 粘度
4.3.2 高聚物的流變性
4.4 電學性質
4.4.1 高聚物的導電性能
4.4.2 高聚物的靜電現(xiàn)象
4.5 聚合物的膠粘性
4.5.1 聚合物粘結理論
4.5.2 粘合強度評價
第5章 高分子溶液
5.1 高聚物的溶解
5.1.1 高聚物溶解過程
5.1.2 影響高聚物溶解度的因素
5.1.3 高分子在溶液中的構象及其特征
5.2 聚電解質溶液
5.2.1 聚電解質在溶液中的形態(tài)及性質
5.2.2 蛋白質溶液
5.2.3 明膠
5.2.4 聚電解質溶液的敏化及保護作用
第6章 聚合物反應及復合材料
6.1 聚合物反應
6.1.1 聚合物反應特征
6.1.2 典型反應類型
6.2 聚合物基納米復合材料
6.2.1 納米材料與納米復合材料概念
6.2.2 聚合物納米復合材料的制備方法
6.2.3 聚合物納米復合材料的特性及性能
第二篇 界面化學
第7章 液體的表面現(xiàn)象
7.1 物質的基本表面性質——表面張力與表面能
7.1.1 表面張力
7.1.2 表面能
7.1.3 比表面自由焓
7.1.4 影響表面張力的因素
7.2 彎曲液體的表面現(xiàn)象
7.2.1 彎曲液面的附加壓力
7.2.2 彎曲液面上的飽和蒸氣壓
7.2.3 過飽和蒸氣,過熱液體,毛細管凝結
7.3 溶液表面的吸附現(xiàn)象
7.4 液體在另一液面上的展開
7.4.1 粘附功和內聚功
7.4.2 液體在另一種液面上的展開
第8章 固體的表面現(xiàn)象
8.1 固體的表面
8.2 固體表面對氣體的吸附作用
8.2.1 固體與氣體的作用
8.2.2 物理吸附與化學吸附
8.2.3 吸附的研究方法
8.2.4 影響吸附的因素
8.2.5 吸附的規(guī)律
8.3 固體表面對溶液的吸附
8.3.1 對非電解質溶液的吸附
8.3.2 對電解質溶液的吸附
8.4 固體分散度對物性的影響
8.4.1 分散度對熔點的影響和過冷液體
8.4.2 分散度對溶解度的影響和溶液的過飽和現(xiàn)象
第9章 表面活性物質
9.1 表面活性劑的分類
9.1.1 陰離子型活性劑
9.1.2 陽離子型活性劑
9.1.3 非離子型活性劑
9.1.4 兩性活性劑
9.1.5 高分子型活性劑
9.1.6 特殊結構型
9.2 表面活性劑在溶液表面上的吸附和臨界膠束濃度
9.2.1 表面活性劑在溶液表面上的吸附
9.2.2 表面活性劑的臨界膠束濃度
9.3 表面活性劑在固體表面上的吸附
9.3.1 吸附特點
9.3.2 影響活性劑體表面吸附的因素
9.4 表面活性劑的作用及其原理
9.4.1 潤濕作用
9.4.2 滲透作用
9.4.3 乳化作用
9.4.4 起泡及消泡作用
9.4.5 加溶作用
9.4.6 抗靜電作用
9.4.7 分散作用
9.5 表面活性劑的HLB值
9.5.1 非離子型表面活性劑的HLB值
9.5.2 離子型表面活性劑的HLB值
第三篇 染料及顏料化學
第10章 染料及有機顏料
10.1 染料的分類和命名
10.1.1 染料的分類
10.1.2 染料的命名
10.2 光和物質顏色的關系
10.2.1 光和物質顏色的關系
10.2.2 影響物質顏色的因素
10.2.3 顏色的“深淺”與“濃淡”
10.3 染料的發(fā)色理論
10.3.1 Witt理論
10.3.2 分子軌道理論
10.4 染料分子結構與吸收光譜的關系
10.4.1 共軛雙鍵的數目與吸收光譜的關系
10.4.2 極性基團與吸收光譜的關系
10.4.3 染料分子的離子化與吸收光譜的關系
10.4.4 結構的平面性與吸收光譜的關系
10.4.5 共軛系統(tǒng)的“縮短”現(xiàn)象與吸收光譜的關系
10.4.6 金屬內絡合物與吸收光譜的關系
10.5 外界因素對染料吸收光譜的影響
10.5.1 溶劑和介質的影響
10.5.2 染料溶液濃度對顏色的影響
10.5.3 溫度對染料顏色的影響
10.5.4 光對染料顏色的影響
10.6 有機顏料
10.6.1 有機顏料的意義
10.6.2 有機顏料的類型
10.6.3 有機顏料在印刷油墨中的應用
參考文獻
第一篇 高分子化學及物理
第1章 基本概念
高分子不同于低分子,從分子量到組成,從結構到性質,從合成到應用,都有自身的規(guī)律。為了掌握這些規(guī)律,需要首先建立一些必要的基本概念。
1.1 高分子的涵義和基本特性
1.1.1 高分子的涵義
高分子首先是分子量很大的一類分子,所以又稱為大分子。由這種分子組成的物質稱為高分子化合物,又稱高聚物(簡稱為高分子)。所以分子量很大是高分子化合物最突出的特征,是高分子同低分子最根本的區(qū)別。那么究竟分子量要大到多少才算是高分子化合物呢?這里沒有明確的界限,不同的高分子要求的分子量不同,通常把分子量小于1000的稱為低分子,分子量大于5000稱為高分子,而分子量介于1000到5000之間的物質是屬于低分子還是高分子則要由其物理機械性能來決定。一般來說,高分子化合物具有較好的強度與彈性,而低分子沒有。也就是分子量必須達到使它的物理機械性能方面與低分子化合物具有明顯差異時,才能稱為高分子化合物。如聚異丁烯呈現(xiàn)其特性的最低分子量約為1000,而聚碳酸酯則約為11000,聚氯乙烯為5000左右。
高分子的分子量雖然很大,但化學組成一般都比較簡單,常有許多相同的組成部分重復結合而成高分子鏈。例如聚氯乙烯是由許多氯乙烯分子聚合而成的。