الإنجليزيةسعى الباحثون في جميع أنحاء العالم إلى تعزيز تشتت الكربون الأسود في الماء. وقد تم استكشاف طرق مختلفة، بما في ذلك استخدام المشتتات، وتطعيم السطح، وتعديل أكسدة السطح، لتحسين أسود الكربون#صفحة 39. ومع ذلك، فإن تطعيم السطح وتعديل الأكسدة السطحية، في حين أنها فعالة في تحقيق الاستقرار عن طريق تعديل الصباغ#سطح 39;s معقد ومكلف، مما يجعلها غير مناسبة لإنتاج عجينة الحبر الملونة المحايدة. وعلى النقيض من ذلك، توفر طريقة التشتت القائمة على التشتت مزايا مثل فعالية التكلفة وبساطة العملية وسهولة التحكم في الغلة، مما يجعلها نهجًا معتمدًا على نطاق واسع.
ركزت دراستنا على إنتاج الحبر الأسود الكربوني للأحبار المحايدة مع توزيع حجم الجسيمات (D50) من 100-120 نانومتر، ومحتوى الصباغ 30 ٪، ولزوجة 350 ميللي باسكال. وتعمق البحث في عدة جوانب بالغة الأهمية:
فحصنا ثلاثة أنواع من الكربون الأسود -FW200، Printex U، و MA-100، لكل منها خصائص فيزيائية كيميائية مميزة. ومن خلال تقييم خصائص ترطيبها وتأثيرها على لزوجة الحبر وتوزيع حجم الجسيمات، توصلنا إلى أن MA-100 هو الصبغة المناسبة لإنتاج الحبر المحايد.
بحثنا في ثلاثة مشتتات تمثيلية: أنيوني NNO صغير الجزيء، بوليمر PVP غير أيوني، بوليمر أنيوني SMA-NH4. من خلال قياسات إمكانات ζ-100، ومعدل الترسيب، والخصائص الروثولوجية للكربون الأسود MA-100 في ظل ظروف مختلفة، استكشفنا كيف يؤثر هيكل التشتت على استقرار التشتت. نتائجنا تسلط الضوء على أن SMA-NH4، عند الرقم الهيدروجيني 8 مع جرعة 4 ٪، نتج حبر مع أداء ممتاز.
وبحثنا في مختلف طرق الطحن (طحن الكرات، والتجانس عالي الضغط، وطحن المسامير) ومعايير العمليات، سعينا إلى تحديد النهج الأمثل لإعداد الحبر الأسود الكربوني للأحبار المحايدة. وتشمل العملية الأكثر فعالية مزيجًا من التشتت عالي السرعة، والتجانس عالي الضغط، والطحن بقضيب. استخدمنا خرزات من الزركونيا قطرها 0.5 ملم في طاحونة الدبّوس، تعمل بسرعة 1500 دورة في الدقيقة، بمعدل ملء 70 ٪، ووقت طحن ساعة واحدة، مما أدى إلى حبر مع توزيع حجم الجسيمات المطلوب (D50) من 100-120 نانومتر.
وبعد ذلك ملأنا الحبر المعد بأقلام وخضعناه لظروف مختلفة، بما في ذلك درجة حرارة الغرفة، ودرجة الحرارة المرتفعة، ودرجة الحرارة المعتدلة، لمدة شهرين. وأجريت اختبارات منتظمة لتقييم أداء الكتابة. وأظهرت النتائج أن الحبر المعد بمادة SMA-NH4 لأن المشتتات تحتفظ بخصائص فيزيائية وسيولوجية ممتازة. وحتى بعد شهرين من التخزين، ظل أداؤها الكتابي مرضيا.
وتضاف كمية محددة من المشتت إلى المياه غير المتأينة، تليها عملية خلط دقيقة لإذابة المشتت بسرعة محددة باستخدام مركب كهربائي. ثم يتم إضافة الديفاوميرات والمواد الحافظة، ويتم إدخال الصبغة. بعد المزج الكامل، يتم الحصول على محلول أول.
ويستخدم الماء المتخلص من الأيونات لإذابة كمية محددة من المشتت (SMA-NH4)، يليه التحريك. ويضاف سواد الكربون تدريجياً، ويشكل المشتت المضاف 20 في المائة من الوزن الأسود الكربوني ويمثل السواد الكربوني 30 في المائة من الوزن الإجمالي للطين. يتم استخدام أوقات تشتت مختلفة مع طرق الطحن الثلاثة (الطحن بالكرات، التجانس عالي الضغط، والطحن بقضيب) لإعداد حبر الكربون الأسود القائم على المياه.
حجم الجسيمات وتحليل توزيع الحجم: تم قياس حجم الجسيمات وتوزيعها باستخدام محلل نانوفوكس، الذي يستخدم مطيافية الارتباط المتبادل للفوتون. يستخدم النظام ليزر الهيليوم -نيون كمصدر للضوء، بطول موجي قدره 632.8 نانومتر، وطاقة ليزر قدرها 10 ملي فولت، وزاوية كشف قدرها 90 درجة. وتحتفظ درجة حرارة الاختبار عند 25 ْس، ويعدَّل حجم العينة لضمان أن يتجاوز معدل التشتت 0.5 لزيادة الدقة.
وكشفت مقارنة بين أساليب الطحن المختلفة، بما في ذلك الطحن الكروي، والتجانس عالي الضغط، والطحن بدبوس القضيب، أن الطحن بدبوس القضيب حقق أصغر أحجام الجسيمات وأعلى كفاءة للطحن.
تحديد آثار عوامل مثلحجم الخرزة) وسرعة طحن حجم جسيمات الحبر، أجريت تجارب. وكانت المعلمات المثلى التي تم تحديدها هي خرزات الزركونيا التي يبلغ قطرها 0.5 ملم، وسرعة طحنها 1500دورة في الدقيقة، ومعدل ملء 70 ٪.
ومع إدراك القيود المفروضة على أساليب الطحن الفردية، تم اختيار عملية توليفية. ينطوي هذا النهج على إنشاء معجون ثابت ناعم مع جزء من السائل والصباغة، يليه تشتيته بسرعة عالية، والطحن الخشن في طاحونة رملية أفقية، والطحن الدقيق في طاحونة قضيب. هذا الجمع يزيد من الكفاءة مع تحقيق حجم الجسيمات الدقيقة والشكل الموحد في جزيئات الحبر.
إن السعي إلى تحقيق التفوق في إعداد الحبر الأسود الكروني يكشف عن لاعب محوري في هذه العملية -كرات الطحن السيراميكية. بينما يسعى الباحثون عالميًا لتعزيز تشتت الكربون الأسود في الماء، تعرض دراستنا الدور الذي لا غنى عنه الذي تلعبه هذه الكرات الخزفية في تحسين خصائص الحبر.
واجه الباحثون العديد من التحديات في نشر أسود الكربون بكفاءة. وفي حين توفر أساليب مثل التطعيم السطحي وتعديل الأكسدة الاستقرار، فإنها معقدة ومكلفة. وعلى النقيض من ذلك، فإن طريقة التشتت القائمة على التشتت، إلى جانب الاستخدام الاستراتيجي لكرات طحن السيراميك، تبرز بوصفها مغيرة لقواعد اللعبة. تسهل هذه الكرات الدقة في عملية الطحن، مما يضمن تحقيق حجم الجسيمات المطلوب والتوزيع الضروري لأداء الحبر الفائق.
بحثت دراستنا في الجوانب الحرجة، بدءاً بانتقاء أسود الكربون. أظهر تقييم ثلاثة أنواع مختلفة -FW200 و Printex U و MA-100 -أن MA-100 برز بسبب خصائصه الترطيبية، وتأثيره الأدنى على لزوجة الحبر، وقدرته على تحقيق توزيع حجم الجسيمات المستهدفة. وأثبتت عملية الطحن اللاحقة، التي تم تعزيزها بواسطة كرات الطحن السيراميكية، أنها مفيدة في تحسين الكفاءة.
وكان تأثير بنية المشتتات محوراً رئيسياً، حيث تم تحديد SMA-NH4 على أنه المشتت الأمثل. وقد تم تعزيز تفاعله مع أسود الكربون من خلال العمل الفعال لكرات طحن السيراميك خلال عملية التشتت. وتضمن الطحن الدقيق أن الحبر حافظ على خصائص فيزيائية كيميائية وسيولوجية بارزة، حتى بعد التخزين لفترات طويلة.
يكمن قلب عملية التحسين لدينا في تنقية طرق الطحن، ولعبت كرات الطحن السيراميكية دورًا هامًا في هذا المسعى. وقد أدى الجمع بين التشتت عالي السرعة، والتجانس عالي الضغط، والطحن ذي الدبابيس، الذي تسهله هذه الكرات السيراميكي، إلى إنتاج حبر مع توزيع حجم الجسيمات المطلوب (D50) من 100-120 نانومتر. كما أن الاستخدام الدقيق لحبات الزركونيا، التي يبلغ قطرها 0.5 مم، زاد من كفاءة عملية الطحن.
بعد إعداد الحبر، تعرض الحبر لظروف تخزين متنوعة، مما يدل على أن استخدام كرات طحن السيراميك ساهم بشكل كبير في الحبر#عمر 39 سنة. وقد أظهر الحبر الذي تم إعداده باستخدام SMA-NH4 كمشتت، إلى جانب كرات الطحن الخزفية، أداءً ثابتًا في الكتابة حتى بعد شهرين من التخزين في ظل ظروف مختلفة.
لم يكن اختيار كرات طحن السيراميك في دراستنا تعسفياً. لعب استخدام خرزات الزركونيا، مع حجمها وخصائصها المادية المثلى، دورًا محوريًا في تحقيق حجم الجسيمات الدقيقة والشكل الموحد في جزيئات الحبر. وتعمل كرات الطحن السيراميكية هذه كمحفزات للدقة، مما يضمن أن الحبر يفي بالمواصفات الصارمة لإنتاج الحبر المحايد.
نجحت أبحاثنا في إنتاج الحبر الأسود الكربوني للأحبار المحايدة ذات خصائص الأداء الاستثنائية وشملت الدراسة جوانب مختلفة، بما في ذلك اختيار أسود الكربون، وتأثير بنية المشتتات، وتأثير أساليب الطحن وبارامتراتها. وقد ثبت أن الجمع بين التشتت عالي السرعة، والتجانس عالي الضغط، وطحن قضيب الدبوس نهج فعال للغاية لتحقيق الحجم والتوزيع المرغوبين للجسيمات. وحافظ الحبر الناتج عن ذلك، المعد بمشتت SMA-NH4، على نوعيته حتى بعد شهرين من التخزين في ظروف مختلفة.
قدم طلبك،
سنتصل بك في أسرع وقت ممكن
شركة سانشين للمواد الجديدة، المحدودة تركز على إنتاج وبيع الخرز الخزفي وأجزاء مثل وسائط الطحن، والخرز الناسف، والكرة الحاملة، والجزء الإنشائي، والبطانات المقاومة للتآكل الخزفي، والجسيمات النانوية المسحوق النانوي
الإنجليزية
الروسية
الفرنسية
الإسبانية
البرتغالية
العربية
