تولید تونر الکتروفتوگرافی با استفاده از کوپلیمریزاسیون امولسیونی درجای استایرن-بوتیل‌اکریلات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی پلیمر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم،‌ایران

2 استادیار،‌گروه مهندسی پلیمر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم،‌ایران

3 دانشیار، گروه پژوهشی علوم و فناوری چاپ، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران

amnc.2021.9.36.7

چکیده

ذرات کامپوزیتی رنگ‌دانه کربن سیاه و کوپلیمر استایرن- بوتیل‌اکریلات طی فرآیند پلیمریزاسیون درجای امولسیونی تولید شدند. خواص ذرات تونر تولید شده به کمک آزمون‌های تفرق نور دینامیکی برای بررسی اندازه ذرات و توزیع اندازه ذرات، گرماسنجی پویشی تفاضلی و تجزیه گرما وزن سنجی با هدف بررسی رفتار حرارتی، آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی به هدف بررسی ریز ساختار، آزمون وزن سنجی برای بررسی درصد تبدیل واکنش و آزمون‌های رنگ سنجی و میکروسکوپ نوری برای بررسی خواص رنگی و یکنواختی نمونه، مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن است که تونر تولید شده دارای میانگین اندازه ذرات 0.07 میکرومتر با توزیع اندازه ذرات 332/1 است، دمای انتقال شیشه‌ای در حدود 70 درجه سانتی‌گراد است و درصد تبدیل واکنش برابر با 97% است. با توجه به رفتار حرارتی نمونه می‌توان گفت که واکنش کوپلیمریزاسیون انجام شده است. از طرف دیگر با مقایسه نتایج حاصل از آزمون اسپکتروفتومتری نمونه تولید شده با نمونه‌های تونر موجود در بازار، مشاهده شد که نمونه تولید شده خواص رنگی مشابهی با نمونه های موجود در بازار دارد. اغلب ویژگی‌های ذرات کامپوزیتی تولید شده برای کاربرد به‌عنوان تونر چاپگرهای الکتروفتوگرافی مناسب و کارآمد هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 [1] J. Yang, et al., Particle size distribution and mor�
phology of in situ suspension polymerized toner.
Industrial & engineering chemistry research. 42(22)
(2003), 5568-5575.
[2] J. Hasegawa, N. Yanagida, M. Tamura, Toner pre�
pared by the direct polymerization method in com�
parison with the pulverization method. Colloids and
Surfaces A: Physicochemical and Engineering As�
pects. 153(1-3)(1999), 215-220.
[3] H. J. Spinelli, Polymeric dispersants in ink jet
technology. Advanced Materials. 10(1998), 1215-
1218.
[4] C. H. Xue, et al., Preparation and application of
nanoscale microemulsion as binder for fabric inkjet
printing. Colloids and Surfaces A: Physicochemical
and Engineering Aspects. 287(1-3)(2006), 147-152.
[5] C. Am Kim, et al., Microcapsules as an electronic
ink to fabricate color electrophoretic displays. Syn�
thetic Metals. 151(3)(2005), 181-185.
[6] D.G. Yu, and J.H. An, Preparation and charac�
terization of acrylic‐based black particles of poly
(methyl methacrylate‐co‐ethylene glycol dimethacry�
late) by dispersion polymerization for electrophoretic
displays. Journal of Polymer Science Part A: Polymer
Chemistry. 42(22)(2004), 5608-5616.
[ ]7س. ف. اندامی، همکاران، روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی درجا در تولید
تونر الکتروفتوگرافی. نشریه مطالعات در دنیای رنگ. (.32-27 ،2)1()2012
[8] S. Fu, et al., Encapsulation of CI Pigment blue 15:
3 using a polymerizable dispersant via emulsion po�
lymerization. Colloids and Surfaces A: Physicochem�
ical and Engineering Aspects. 384(1-3)(2011), 68-74.
[9] H. Kipphan, Handbook of print media: technolo�
gies and production methods. Springer Science &
Business Media, 2001.
[10] S. Kiatkamjornwong, P. Pomsanam, Synthesis
and characterization of styrenic‐based polymerized
toner and its composite for electrophotographic print�
ing. Journal of applied polymer science. 89(1)(2003),
238-248.
[11] R. Habermann, B. Zobrist, Investigations in the
Influence of rounded Toner Particles on the Image
Quality Parameters. NIP & Digital Fabrication Con�
ference, Society for Imaging Science and Technol�
ogy, 2010.
[12] H. Gao, S. Kim, J.H. An, Preparation of submicron colored particles by controlled emulsion po�
lymerization. Journal of Industrial and Engineering
Chemistry. 19(4)(2013), 1184-1190.
[13] J. Park, et al. Effects of polymerization process
variables on the properties of suspension polymerized
toner. 18th International Conference on Composite
Materials, Edinburgh, Scotland, 2009.
[14] F. Andami, et al., From suspension toward emul�
sion and mini�emulsion polymerisation to control
particle size, particle size distribution, and sphereness
of printing toner. Pigment & Resin Technology, 2016.
[15] X., Zhao, et al., Hydrophobic dye/polymer
composite colorants synthesized by miniemulsion
solvent evaporation technique. Dyes and Pigments.
100(2014), 41-49.
[16] J. Maiti, A.A. Basfar, Encapsulation of carbon
black by surfactant free emulsion polymerization
process. Macromolecular Research. 25(2)(2017),
120�127.
[17] Y. Zang, et al., Preparation of nano‐encapsulated
polyethylene wax particles for color toner by in situ
emulsion polymerization. Journal of Applied Poly�
mer Science. 134(2)(2017).
[18] M. Koyama, et al., Synthesis and characteristics
of non�spherical toner by polymerization method. In�
ternational Congress on advances in nonimpact print�
ing technologies, 1994.
[ ]19چ. ش. چ. م، م. خراسانی، اصول و کاربردهای پلیمریزاسیون امولسیونی.
ایران، تهران، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران.)
.394)1398(
[20] M.V. Jose, et al., Polypropylene/carbon nano�
tube nanocomposite fibers: Process–morphology–
property relationships. Journal of Applied Polymer
Science. 103(6)(2007), 3844-3850.
[21] D. Horn, J. Rieger, Organic nanoparticles in the
aqueous phase—theory, experiment, and use. Ange�
wandte Chemie International Edition. 40(23)(2001),
4330�4361.
[22] K. Hayashi, et al., Uniformed nano�downsizing
of organic pigments through core–shell structuring.
Journal of Materials Chemistry. 17(6)(2007), 527-
530.
[ ]23م. عطایی فرد، م. عبادی, بررسی اثر انواع کربن بلک بر خواص تونر
الکتروفوتوگرافی تولید شده به روش تجمع امولسیونی. نشریه علوم و فناوری
.7)4()1392( .ر
  [24] R. Leach, The printing ink manual. Springer Sci�
ence & Business Media, 2012.
[25] L. Jiang, et al., Heterocoagulation behavior of
carbon black with surface encapsulation through
emulsion polymerization. Journal of Applied Polymer
Science. 133(23)(2016).
[26] T. Watanuki, et al. Cleanerless electrophoto�
graphic process using magnetic polymerized toner.
International congress on advances in nonimpact
printing technologies, 1994.
[27] P.A., L., M.S., El�Aasser. Emulsion polymeriza�
tion and emulsion polymers. England: Wiley, 1997.
[28] A.R. Mahdavian, M.A., M. Ashjari. From Emul�
sion Polymerization to Nanoemulsions (Concepts and
Applications. Tehran, Iran, Iran Polymer and Petro�
chemical Institute Publisher, 2008.
[29] M. Zubitur, J. M. Asua, Factors affecting kinetics
and coagulum formation during the emulsion copoly�
merization of styrene/butyl acrylate. Polymer.42(14)
(2001), 5979-5985.
[ ]30ب. بابایی،. م. نجفی، م. عطایی فرد، تولید تونر چاپگرهای لیزر جت به
روش پلیمریزاسیون امولسیونی درجا. نشریه مطالعات در دنیای رنگ. ()2019
.64-53 ،9)2(
[31] A.M. Van Herk, Chemistry and technology of
emulsion polymerisation. John Wiley & Sons, 2013.
[32] Z. Bazrafshan, M. Ataeefard, F. Nourmohamma�
dian, Modeling the effect of pigments and processing
parameters in polymeric composite for printing ink
application using the response surface methodology.
Progress in Organic Coatings. 82(2015), 68-73.
[33] M.D. Fairchild, Color appearance models. John
Wiley & Sons, 2013.
[34] F. Andami, et al., Understanding the interactive
effects of material parameters governing the printer
toner properties: a response surface study. Journal of
Polymer Engineering. 37(6)(2017), 587-597.
[35] Y.F. Duan, Z.X. Fu. Preparation and Charac�
terization of Magnetic Toner Particles by Direct Po�
lymerization Method. Advanced Materials Research.
Trans Tech Publ, 2011.
[36] F. Andami, et al., Fabrication of black printing
toner through in situ polymerization: an effective way
to increase conversion. 2015.