UV印刷油墨的热降解研究
UV印刷油墨已经被越来越广泛地用于各种终端消费品，如塑料包装等上面。当这些物品被作为城市垃圾抛弃的时候，这些油墨的降解情况对于废弃物处置的影响就显得很重要。
巴西圣保罗大学的马塞洛(Marcelo Augusto Gonçalves Bardi)等人，对UV印刷油墨各组分，及油墨在固化前后的降解性能进行了研究。马塞洛所研究的油墨组分中包含：
聚乙烯/聚四氟乙烯蜡(CeraSPERSE® 164)
双酚A环氧二丙烯酸酯树脂(商品名EBECRYL®3720-TP25，该树脂中包含25%的TPGDA)
单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)
混合光引发剂(Irgacure184，Esacure KIP 150和Irgacure 379)，钛白粉(商品名Nicron® 674)
聚二甲基硅氧烷(纯硅油100,000cSt，Clearco公司产品)
除了上述组分以外，为了得到不同的颜色而使用下列颜料：
碳黑(Printex®45粉末，赢创德固赛)
黄色(Irgalite®Yellow LBIW，汽巴精化)
酞青蓝(HostapermAzul B2G 01-BR，科莱恩)
单偶氮钙盐红(Rubide 4B，红妍颜料化工)
颜料和清漆的比维持在21/79(w/w)的固定比例。同时还是用了Strem化学的硬脂酸钴和硬脂酸铈。
对未固化油墨及组分的研究
图1 油墨中各个组分的热降解TG曲线
油墨中各个组分的非等温热重法(TG)曲线图如图1所示。从图中可以看出，有的部分因为受热直接就产生了热降解，而另外一些组分在热分解之前先发生了化学反应。曲线2所表征的单体在150°C到200°C温度范围产生了质量损失，在这一温度下单体发生了快速的聚合的放热反应，从而导致单体的挥发。曲线4所表征的钛白粉的失重，应该是和其中水份的失去有关。
图2 未固化印刷油墨的TG曲线
图2中的TG曲线，不同的颜料表现出略有不同的失重情况，但都存在三个主要的热场景：
150°C到290°C范围，这个和主要是光引发剂和单体等组分的挥发有关。这是因为光固化油墨是由UV光来引发的反应，而不是由热来引发的反应；
310°C到450°C范围，这是热固化所形成交联网络的热降解而导致的；
500°C到580°C范围，这主要是炭质残留物被转化为了二氧化碳。
图3 未固化油墨的DSC曲线
通过示差扫描量热法(DSC)得到的结果中，不同的颜料在150-290°C温度范围表现有所不同，这主要是因为颜料的不同化学组成所导致的。而后期的热现象也随着颜料的不同有很大的不同，因此为了对其他组分研究进行更好的研究，对采用钛白粉颜料的白色油墨研究会更加准确一些。
图4 对未固化及已固化白色油墨，添加和不添加CoSt或CeSt的SDT图
为了研究油墨在添加促降解添加剂影响，作者采用了硬脂酸钴和硬脂酸铈两种添加剂，并采用了同步DSC/TG热分析(SDT)进行研究。
对于固化前及固化后，添加和不添加促降解添加剂条件下的SDT如图4所示。从图中可以看出，硬脂酸钴和硬脂酸铈的存在并没有影响到印刷油墨的热固化性能，这可能和硬脂酸金属盐的热分解有关(如图5所示)。含有促降解添加剂的已固化油墨，和热固化及未添加促降解添加剂的油墨相比，其热稳定性有30°C左右的降低(见表1)。
表1 不同组分油墨的起始降解温度
图5 促降解添加剂的SDT图
首页
