印刷工艺学-习题及答案汇总 刘昕 ch01---ch16.docx

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1、第一章润湿基本理论一、什么是表面活性？表面活性物质具有什么样的性质？在胶体化学中，把能使溶剂表面张力下降的性质称为表面活性；把能降低溶剂表面张力的物质称为表面活性物质。对水溶液来说，第一类物质是非表面活性物质或表面惰性物质。第二、三类物质都是表面活性物质。符合C曲线的表面活性物质叫作表面活性剂。性质：吸附性溶液中的正吸附：增加润湿性、乳化性、起泡性；固体表面的吸附：非极性固体表面单层吸附，极性固体表面可发生多层吸附。二、什么是表面活性剂？表面活性剂分为几类？润湿液中为什么要选用非离子表面活性剂？表面活性剂是一种“双亲”分子，由非极性的亲油（疏水）基团和极性的亲水（疏油）基团共同构成。在多数情况

2、下，这两部分分别处于分子的“两端”，形成不对称结构。分类：表面活性剂的种类很多，分别有乳化、润湿、分散、去污等作用。非离子表面活性剂在水溶液中不电离，亲水基团主要由一定数量的含氧基团构成，常见的有聚氧乙烯一（C2H4O）”一，彳发基一COOH等。由于其在溶液中不是离子状态，所以稳定性高，不受强电解质、无机盐的影响，也不受酸、碱性的影响。将非离子表面活性剂加入润湿液后，不会和润湿液中的其他电解质发生化学反应，产生沉淀。因此，选用非离子表面活性剂降低润湿液的表面张力最合适。目前，润湿液中使用的2080（聚氧乙烯聚氧丙烯酵）、6501（烷基醇酰胺）都是非离子表面活性剂。三、阿拉伯酸的分子结构式如图1

3、-18所示,试回答：阿拉伯酸是表面活性剂吗？说明理由。/。HOCH2CH-CH-CHCIIIohOHOHOH图1-18阿拉伯酸的分子结构式答案：略四、GibbS吸附定理反映了什么？它为什么较精确？在水中加入少量的表面活性剂，水的表面张力就会显著下降。这是因为表面活性剂的分子由亲水的极性基团和亲油的非极性基团构成。当它溶于水后，根据极性相似相溶的化学原理，表面活性剂分子的极性端倾向于留在水中，而非极性端倾向于翘出水面或朝向非极性的有机溶剂。每个表面活性剂分子都有这种倾向，这就必然造成表面活性剂的分子倾向于分布在溶液的表面（或界面）上。所以，溶液表面张力下降的程度取决于溶液表面（或界面）吸附的表面

4、活性剂的量，即取决于表面活性剂在表面的浓度。Gibbs吸附定理为计算表面活性剂分子（离子）的表面吸附量提供了较为精确的定量计算公式，利用这个公式，可以探讨表面活性剂分子（离子）在溶液表面及溶液内部的存在形式,掌握表面活性剂使溶液表面张力降低的原理。但在使用GibbS公式时要注意，它只适用于浓度比较低的溶液。五、应用厂-C曲线，试分析溶液表面膜的状态。略六、用质量百分数法计算表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醵Ci2H25O（C2H4O）0H的H1B值。并根据它的H1B值，说明它的用途。试分析H3PO4、NH4H2PO4在润版版液中的作用。七、什么是表面活性剂的临界胶束浓度？它和溶液的表面张力有什么关系？

5、溶液开始出现时的浓度叫作临界胶束浓度（CMC）,溶液的表面张力恰好也达到极限值。当溶液浓度较低时，溶液表面的表面活性剂分子较少，分子采取平卧方式,碳氢链与液面平行，表面膜的分子密度小。随着溶液浓度的增大，表面张力呈直线下降，为F-C曲线的直线部分。当溶液的浓度继续增大时，溶液表面的表面活性剂分子数量也随之增多，分子的自由运动受到限制，相互产生作用力，分子的碳氧链不能再处于平卧状态，而变成了斜向竖立状态,此时，表面张力的降低不再与溶液浓度保持直线关系，为F-C曲线的直线向水平线过渡的曲线部分。如果继续增加溶液浓度，则溶液表面完全由表面活性剂分子组成，成为密集的表面活性剂单分子层。每一个分子的碳氢

6、链都呈直立状态，垂直于液面表面膜的浓度已达饱和，完全变成了表面活性剂分子的表面。在这种情况下，若再增加溶液浓度，则单分子层中已没有表面活性剂分子的“容身之地”，表面活性剂分子间只好聚集成胶团，表面张力也不再下降，达到了极限值，为FC曲线中的水平部分。八、表面活性剂在液-固界面上的吸附原理是什么？单分子层吸附有哪几种方式？吸附原理：在表面活性剂浓度不大的水溶液中，一般认为表面活性剂在液-固界面上是以单分子层吸附的，并可能以下列方式进行。（1）离子对吸附：表面活性剂分子吸附于具有相反电荷、未被反离子占据的表面上。处于水溶液中的金属表面大多带负电,所以金属固体能很容易地吸附带正电的表面活性剂禽子。（

7、2）氢键吸附：表面活性剂分子或离子与固体表面的极性基团形成氢键，使得表面活性剂分子在液-固界面上发生吸附。非离子表面活性剂比较容易发生这种吸附，如醇类及带有较长碳氧链的非离子表面活性剂。平版印刷中使用的锌铝版经过处理之后，都带有一个亲水盐层或氧化层，这层物质带有很多极性基团，因此润湿液中的表面活性剂有在版面上发生氢键吸附的可能性。（3）1ondon力吸附：此种吸附总是随着吸附物分子的大小而变化，而且在任何场合都能发生（不管吸附物分子是否带电）。但这种吸附依靠的是分子间十分微弱的引力，因此，这种吸附是不牢固的，而且在许多情况（尤其是当离子表面活性剂在液固界面上发生吸附时）下不是液-固界面上发生吸

8、附的主要形式。（4）离子交换吸附：吸附于固体表面的反离子被同极性的表面活性剂离子取代。表面活性剂的离子较大，因而具有较大的1OndOn力，它可把带同电荷的、较小的吸附离子从液-固界面上替换下来。固体表面存在的多余价键力也可以使表面活性剂在液固界面上发生吸附。这几种吸附原理是目前对液固界面的吸附情况较为流行的解释。因为液固界面的吸附情况十分复杂，所以从理论上彻底弄清物质在液-固界面上的吸附还存在一定困难。九、孚浜液有几种类型?如何区分？胶印中通常以哪种形式发生乳化。乳状液的类型通常有以下三种:1）水包油型（O/W）内相为油,外相为水,如人乳、牛奶等。2）油包水型（W/O）内相为水,外相为油,如原

9、油、油性化妆品等。3）套圈形由水相和油相一层一层交替分散形成的乳状液,主要有油包水再包油（O/W/O）和水包油再包水（W/O/W）两种形式。乳状液类型的鉴别主要有:1）稀释法利用乳状液能够与其外相液体混溶的特点,以水或油性液体稀释乳状液便可以确定其类型。2）染料法将少量水溶性染料加入乳状液中,若整体被染上颜色,表明乳状液是OZW型;若只有分散的液滴带色,表明乳状液是W/O型。如果使用油性染料,则情况相反。3）电导法O/W型乳状液的导电性好,WO型乳状液的导电性差,测定分散体系的导电性即可判断乳状液的类型。4）滤纸润湿法将一滴乳状液滴于滤纸上,若液体迅速铺展,在中心留下液滴,则表明乳状液为0/W

10、型;若不能铺展,则该乳状液为W/O型。十、加入到润湿液中的非离子表面活性剂应符合哪些基本要求？试以非离子表面活性剂2080为例进行说明。表面活性剂含量不能超过千分之一，否则对油墨的乳化增大。十一、非离子表面活性剂润湿液有什么优点？使用非离子表面活性剂润湿液时,应注意哪些问题。如果在水中添加2080非离子表面活性剂，欲使溶液表面张力降至0.04Nm时，溶液浓度只需0.1%就可以达到，但若用酒精润版液，浓度要在25%左右。使用2080非离子表面活性剂润版液，不仅降低了表面张力、减少成本，还具有无挥发性、无毒性及无爆燃危险等优点。注意的问题：表面活性剂含量不能超过千分之一，否则对油墨的乳化增大。十二

11、非离子表面活性剂2080的分子结构式如图1-19所示。试根据格里芬定律说明其亲水与亲油的性能。HHCH3HHHIIIIIIH-f-CC-OT-33CCO+CC-OT-33HIIIIIIHHHHHH图1-19非离子表面活性剂2080的分子结构式答案：略十三、试分析油墨在墨辐上附着的条件。表面活性剂会在乳状液的水油界面上发生吸附并定向排列，形成具有一定强度的界面膜，对分散相的液滴起到保护作用。如果这层膜带电，那么乳状液的稳定性还可进一步提高。因此，有些生产部门使用经过皂化的表面活性剂来提高乳状液的稳定性。一般来讲，无需上涂层的材质必须满足三个条件：表面密度较低、质地比较柔软、表面反光性差。十四、举

12、例说明如何保护橡皮布和墨辐的润湿性。你认为橡皮布和墨辐的清洗剂应该具备哪些条件？到生产现场考察清洗剂的使用情况，分析其中一种的优缺点。答案：略第二章润湿与水墨平衡十五、胶印中可以使用完全拒水的油墨（完全不和润湿液混合的油墨）印刷吗？为什么？胶印印版上的图文和非图文部分处于同一平面，几乎没有高低之差。印刷过程中，必须利用油水相斥原理，先使印版着水，非图文部分便形成斥油墨的水膜，再使印版着墨，图文部分附着墨膜，在滚压力的作用下，由中间橡皮滚筒完成油墨的转移。胶印（平版印刷）是利用水和油互不相溶的原理,在同一印版上构成图文及非图文部分，对印版既供油墨又供水，通过版面图文部分有选择地吸油墨抗水，而非图

13、文部分吸水抗油墨来进行印刷的。由于在印版和纸张之间增加了一个包着橡皮布的中间滚筒，间接地将印版滚筒表面的印迹印刷到压印滚筒上的纸张上，因此得名“胶印”。因为胶印印版的图文部分和非图文部分处于同一平面（只有58pm的差别），所以印版的非图文部分、图文部分对水和油墨的吸附必须有极强的选择姓，才能保证图文部分的油墨和非图文部分的水互不侵犯。下面我们就从印版的表面状况及油水相斥的原理入手，对胶印水墨平衡进行分析。十六、印刷中，乳状液有哪几种类型？形成哪种乳化油墨对胶印有利？为什么？若油为分散相，水为分散介质，则所形成的乳状液称为。w型（水包油型乳状液）若水为分散相，油为分散介质，则所形成的乳状液液为w

14、/o型（油包水型乳状液）印刷中使用轻微的w/o型乳化油墨，大约使乳化后的油墨所含润湿液的体积比例为15%26%之间，因为：I、若使用o/w型乳状液，则会在印刷过程中发生所谓的“水冲现象”，造成墨辑脱墨，油墨无法传递，导致印刷品的空白部分起脏2、若使用程度程度严重的w/o型乳化油墨，则会使油墨粘度大幅下降，混入油墨中的润湿液还会腐蚀墨辑，在辑面上形成亲水盐层而排斥油墨，造成墨*品脱墨。3、而使用程度轻微的w/o型油墨，则可使油墨粘度略有下降，改善了油墨的流动性能，有利于油墨转移。十七、说明胶印水墨平衡的含义。胶印中最基本的印刷原理是利用油水不相溶、印版并具有选择性吸附的两大规律使油墨和水在印版上

15、保持相互平衡来实现网点转移,并以此达到印刷品图像清晰、色彩饱满的效果。胶印水墨平衡是指：在一定的印刷速度和印刷压力下，调节润版液的供给量，使乳化后的油墨，所含润版液的比例小于26%,形成轻微的W/0型乳化油墨、用最少供液量和印版上的油墨相抗衡。胶印是利用油和水互不相溶的自然规律，在印版上构成图文及空白部分，对印版既供墨又供水，通过版面图文吸油抗水、而空白部分吸水抗油来进行印刷。如果在理想的水墨平衡状态下，印版的空白部分附着润版液，图文部分附着油墨，只有当润版液的表面张力和油墨的表面张力相等时，两者的界面上的扩散压为零，润版液与油墨在界面上保持相对平衡、互不浸润，这种情况下印刷效果才理想。但实际

16、印刷中，水墨平衡是一个动态平衡，是时刻都在变化的。如果对版面的供墨量超过平衡时，油墨在受到强力挤压之后会向空白部分扩张，侵入空白表面造成粘脏。反之如果对版面供水量超过平衡值时，当水辐经过图文表面时，就会在图文表面留下较多的水，再经过水轮和墨辑的强力挤压，附着在图文部分的墨层深度乳化，造成印迹暗淡无光。而且在供水量过大时，水会沿着输墨辑和串墨辑一直进入墨斗，造成大范围的油墨乳化，最终使印刷无法进行下去。水墨平衡是构成平版印刷的基础。在胶印过程中，水墨平衡是否恰到好处，与印迹的正常转移、墨色深浅、套印的准确性以及印刷品的干燥状态有着十分密切的关系。能否正确掌握和控制水墨平衡，是确保印刷品质量稳定的关键。十八、胶印中使用润湿液的主要目的是什么？第一,在