北京印刷学院

北京印刷学院北京市重点实验室(印刷包装材料与技术)开放课题题目一．信息记录材料研究方向1．酸敏树脂的研究设计制备一系列酸敏高分子树脂，通过控制单体比例、溶剂、引发体系及加料方式等，有效控制聚合物中各个单元的比例、聚合物的分子量并对分子结构进行优化，使所合成的树脂具有良好的成膜性和柔韧性。将合成制备的酸敏高分子树脂与产酸源、交联剂进行匹配，系统地研究涂布液的构成、成膜条件、酸分解条件、预交联、解交联的条件，并对酸分解高分子树脂与交联剂在预烤版过程中发生的交联反应和在烤版过程中发生的解交联反应产生引起的亲和性变化的研究，得到高酸分解效率和高亲和性变化的树脂。2．一种自增感紫外光固化树脂的研究本研究通过酚醛环氧树脂的改性，在酚醛树脂的分子侧链中同时引入多个芳香二甲胺基和芳香酮等功能基团。当该树脂在紫外光源的作用下，芳香酮基团吸收紫外光被激发并与芳香二甲胺基之间发生夺氢反应，从而产生交联。该紫外光固化树脂体系的特点是不含有不饱和双键，与传统的树脂相比不存在交联暗反应和存放稳定性问题；交联过程也不需要其他助剂的参与，是一种本征型的光交联树脂。本课题将对树脂的制备条件、结构组成、溶解性和感光性能等进行研究，得到一种制备方法简便、成本低、光敏性较高的新型光敏树脂。该树脂将用于紫外固化油墨、光刻胶等领域。3.830nm红外激光染料的开发直接版材为CTP技术的关键，而免化学处理或免后处理热敏性非烧蚀版材是今后发展的方向。本研究的目标为开发可用于830nm激光热敏成像版材体系的高效红外染料。该类染料将具有以下特点：①高敏感性，较高的光－热转化效率；②足够的稳定性，包括热稳定性和化学稳定性，并可在明室下操作；③可溶于水或可在水中稳定分散；④与热敏树脂体系的匹配性。该种染料将用于及与亲和性变化机理的免化学处理CTP版材的开发。4.用于CTP版材的酸增殖剂的研究CTP（ComputerToPlate）版材是印刷产业中的高科技技术，目前适用于410nm紫激光的CTP版材是国际上流行趋势。解决适用于410nm紫激光的CTP版材的一个体系是利用在410nm的光生酸剂(PhotoacidGenerator)，结合酸增殖剂(AcidProliferationGeneration)及其酸敏高分子化合物，形成的一种膜，然后进行计算机控制下的激光扫描制版，形成图文和非图文部分的区别。要求（1）版材中的光生酸对该光具有足够的敏感性，产生高效率的酸光生酸体系之外，为了提高生酸效率，提高版材的分辨率，（2）掺加酸增殖剂----该化合物在酸和加热的情况下能快速生成更多的酸。本课题内容是寻找这样的APG物质。5共轭聚合物的合成与导电性研究共轭聚合物技术指标:（1）共轭聚合物的结构要有创新性,目前文献或专利中未有报道。（2）具有全共轭聚合物主链结构,聚合物数均分子量不低于5,000。聚合物有较高的稳定性，包括耐氧化性和热稳定性（分解温度大于250℃（3）共轭聚合物的化学制备方法容易实现，原料易得，产率较高（大于50％）。（4）具有较好的溶解性，易溶于普通有机溶剂，如THF、酮或酯类溶剂等；或能够溶于中性水。（5）共轭聚合物自身具有较好的成膜性，可得到自支撑薄膜，并具备可接受的力学性能。薄膜的电导率大于10－3s.cm-1。二．等离子体研究方向1．大气压介质阻挡放电等离子体聚合功能薄膜研究研究内容：大气压等离子体聚合具有重要的工业应用价值,是实现大规模,连续生产的最佳选择。需要在理论上、技术上进一步研究,以开发出实用化的大气压等离子体聚合技术。本课题希望能利用北京市重点实验室印刷包装材料与技术实验室的等离子体物理及材料研究室实验装置和相关设备，进行大气压介质阻挡放电等离子体聚合功能薄膜研究。2．具可见光催化活性纳米氧化钛基薄膜的制备研究研究内容：TiO2是一种较理想的光催化剂，具有自洁净、消除环境污染物、抗菌和除臭等多种功能，但其实用化的关键是如何制得具可见光催化活性的纳米氧化钛基薄膜。我们拟从如下两条途径来探索研制具可见光催化活性的纳米氧化钛基薄膜：溶胶-凝胶法制膜与等离子体对膜的修饰相结合、等离子体化学气相沉积“一次法”合成。并利用发射光谱技术对纳米氧化钛基薄膜的等离子体修饰和等离子体化学气相沉积过程的活性物种进行诊断研究，对纳米氧化钛基薄膜具可见光催化活性的形成机理进行较深入地探讨，为开创一种高效制备具可见光催化活性的纳米氧化钛基薄膜的新工艺进行探索性研究。我们希望能利用北京印刷学院印刷包装材料与技术实验室的等离子体物理及材料研究室的实验装置和相关设备主要研究内容包括：（1）溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜与等离子体对膜的修饰；（2）等离子体化学气相沉积“一锅法”合成具可见光催化活性的纳米氧化钛基薄膜的研究；（3）纳米氧化钛基薄膜的可见光催化活性评价及与其表面物理－化学性质表征结果的关联；（4）利用发射光谱技术对薄膜的等离子体修饰和等离子体化学气相沉积过程进行诊断研究；（5）综合上述研究结果，优化各种参数和工艺条件，提高纳米氧化钛基薄膜的可见光催化性能。3．大气压辉光DBD等离子体的装置研制及应用研究——碳纳米管、SiC半导体膜的制备与物理性能研究研究内容：在大气压条件下实现低温辉光等离子体对制备薄膜材料的均匀性，有机材料的表面改性等都具有非常重要的意义。北京印刷学院等离子体物理与材料实验室在大气压DBD方面已做出了许多开创性的工作。但高压DBD产生等离子体仍存在一些缺陷，像电源与负载的匹配要求高，介质层容易击穿等问题有待解决。本研究希望能利用北京重点实验室北京印刷学院印刷包装材料与技术实验室的等离子体物理及材料研究室实验装置和相关设备，（1）对当前DBD系统进行优化设计，对其它类型电源在大气压DBD产生辉光等离子体，并可长时间工作的可行性做详细的研究。（2）可持续放电是保障碳纳米管和SiC半导体膜生长的必要条件。为防止碳纳米管和SiC半导体膜被氧化，它们大多在真空条件下生长，且生长时间较长。（3）进行碳纳米管、SiC半导体膜的制备与物理性能研究。4．等离子体合成功能材料和细胞粘附性研究研究内容：采用等离子体聚合的生物功能材料，利用在RF脉冲等离子体放电期间（plasma-on）产生的电子、离子、活性基团，在等离子体关闭(plasma-off)期间发生相互作用，基板自偏压低，造成聚合机理的改变（主要是游离基团聚合反应），可以有选择性、可控制地在引进表面功能团。因此我们准备的实验中，以烯丙基胺为单体，在RF脉冲等离子体条件下聚合-NH2功能团材料；以单体烯丙基酸引进-OH，三乙烯氧引进–C-O-C，在此密度可变、功能团性质不同的表面进行细胞吸/脱附、蛋白质（牛血清蛋白，免疫球蛋白(IgG)，血纤蛋白）的固定等吸附研究表明，研究蛋白质自身特性和表面功能团密度、基团类型等之间的关系。本课题是在我们申请的国家自然基金“高气压等离子体合成功能材料及其和生物体相互作用”一部分，希望能利用北京印刷学院印刷包装材料与技术实验室的等离子体实验装置和相关设备，再利用相关合作单位对细胞吸/脱附、蛋白质性能测试的能力，达到制备(1)有利于细胞粘/吸附，生长；（2）细胞的活性比其它方法高；(3)聚合聚乙烯氧（PEO）不吸附细胞，控制细胞生长形貌、定位生长细胞、控制肌体组织发育等机理理论和数据。5.木质材料表面处理研究内容：目前木材表面处理工艺几乎都是湿式化学方法，近年来，国际上尤其是德国等开展了等离子体木材表面处理研究。在我国，这方面的研究才刚刚起步。我们初步研究结果表明：常压等离子体处理后，木材表面发生明显变化。因此我们希望进一步进行深入的研究，包括：（1）设计更合理的大气压等离子体反应器和操作条件；对几种特殊木材进行处理、性能测试和胶合试验。（2）通过气氛的控制得到所需要的表面性质；测定接触角来衡量木材润湿性及预测其胶合性能；利用扫描电镜来观测木材表面形貌的变化。三．印刷材料研究方向1．二噻吩基环戊烯类化合物研究内容:合成二噻吩基环戊烯类化合物，用红外光谱、元素分析、质谱、核磁共振谱来确定它们的结构。然后，用不同波长的光照射，研究它的光致变色反应，测定它的紫外可见光谱的变化，研究材料颜色的变化，荧光的变化等。2.随角异色功能颜料研制与应用研究内容：（1）筛选半透明层和介电层材质，确定各包覆层的光学厚度；（2）考察湿化学法制膜条件（料液比、反应温度和pH值、化学沉积速度、陈化条件等），膜质相变反应条件（温度制度、还原气氛等），膜层间的兼容性等；（3）设计中心对称多层微观结构模型，探讨随角异色机理；探索膜材料组成、多层膜的排列秩序和配伍方式等对颜料色调互变的影响，找出规律性；（4）建立此种颜料性能的综合检测方法。（5）开发具有随角异色效果的油墨、塑料等二级产品。3.水性凹印油墨的开发与研究凹版印刷广泛用于塑料包装印刷，目前国内凹版印刷使用的油墨大多为甲苯类溶剂油墨，具有危害操作人员及使用者身体健康、不利于环境保护的缺陷。研制开发能够取代甲苯类凹印油墨是一种必然的发展趋势。水性油墨是环保型油墨，在柔性版印刷领域应用很广。但水性油墨存在与塑料薄膜结合牢度差、颜色饱和度底等问题。本项目要求研制塑料凹印水性油墨，该水性油墨必须具备良好的印刷适性、与常用塑料薄膜承印材料具有良好的附着力、颜色饱和度满足使用要求。4.芴桥空穴传输材料电致发光二极管的制作和研究要求①测定空穴传输材料芴衍生物（在N上引入杂环化合物如噻唑、吡啶、萘环）等芳香环的荧光量子产率。利用循环伏安图,计算出其电离势,确定其空穴迁移率的高低。②制作由阴极、发光层、空穴输送层等三层结构组成的器件。发光层：有荧光量子效率高的激光染料(如香豆素类)掺杂的8-羟基喹啉铝(Alq3)发光层。空穴输送层：化合物1或化合物2。缓冲层(如酞菁铜)：位于ITO极和空穴输送层。探讨各层之间互相匹配问题,使其发光效率更高。5.显示电极保护膜体系研制在平板显示中，平板电极必不可少，当电极与显示材料，特别是荷电有机或者无机显示材料直接接触时，由于电化学反应或者微电极作用，会使荷电材料失去电荷或者使显示失效。为此，必须在电极与显示材料之间加一个隔层要求（1）该保护隔层厚度应该是电惰性物质，不导电，不发生电化学反应，（2）可以保护电极长期使用，厚度小于5微米。电极材料不限。6热溶剂（体系）研究研究制备一种热溶剂体系，要求（1）该体系在100℃以下加热条件下融化成为流动态，150℃以下分解，生成物为水分和挥发性物质。（2）该体系可以是单一物质或者复合材料，与极性材料具有良好的相容性，如果是固体，能够在低沸点溶剂或水中溶解，如果是流动态，（3）要求粘度能够达到500泊以上，7微胶囊型喷墨打印用黄色染料墨水的开发研究针对染料型喷墨墨水存在的耐光性、抗老化性能力差等不足，通过与直接黄染料匹配的单体、引发剂、表面活性剂、墨水水溶液体系及相关助剂的选择，开发制备水性的微胶囊型喷墨打印用黄色染料墨水的制备工艺，用作喷墨打印用黄色墨水，使之既具有与染料墨水相当的色彩表现力、色彩还原性，又具有与颜料墨水相当的耐候性、耐光性、抗老化性能。8水性塑料凹印油墨用树脂的制备及性能表征要求树脂印刷适性好，与印刷支持体材料粘接牢度高。四．包装材料研究方向1．食品抗氧化与包装材料适性研究研究包装材料对食品的抗氧化问题与相关技术。主要研究内容：食品油脂维生素氧化机理与速率模型建立与参数表征；不同包装材料对氧化速率影响机理与规律；抗氧化包装保质期预测模型与实验研究；食品抗氧化包装设计理论与方法。2.纸板类缓冲包装材料结构及其特性研究研究利用瓦楞纸板、蜂窝纸板制作替代泡沫塑料缓冲包装材料相关技术。主要研究内容：纸板动力学建模理论与方法；缓冲性能与防振性能；纸板类衬垫结构的缓冲包装设计原理与方法。3．废弃纸餐具的环境降解特性及回收利用技术研究纸质餐具制造过程中，由于添加有防油剂和防水剂等化学助剂，造成纤维素纤维的环境降解和机械分散等相关问题与技术。主要研究内容：纸质餐具在不同环境条件下的降解特性研究；纸质餐具纤维的再生机械分散特性和配抄纸张和纸板再生利用技术研究；纸质餐具经生物酶降解处理后应用技术的研究。4．淀粉接枝共聚物的制备及在纸包装材料中的应用研究研究纸包装废弃物的再生利用所需助剂和功能助剂的制备技术。主要研究内容：淀粉接枝共聚物的制备工艺的研究；淀粉接枝共聚物在纸包装材料中的应用工艺研究；产品的结构表征和性能检测及相应的湿部化学作用机理研究。5．高阻隔陶瓷薄膜复合包装材料的研究与开发研究薄膜成膜机理、机械特性和通透性，开发出高阻隔性陶瓷阻隔膜复合包装新材料。主要研究内容：陶瓷薄膜的蒸镀制造方法；主要工