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水溶性高分子膠與桃膠的性能比較

　　桃膠是一種天然高分子化合物，PS版護(hù)版膠的主要成分，但由于桃膠性能差異較大，易變質(zhì)，不宜存放，所以，人們一直在尋找它的替代品。 
桃膠的組成及性能
　　1.成分 
　　桃膠，化學(xué)名稱--阿拉伯樹膠，是一種熱帶金合歡樹的分泌物，可從樹的莖和枝割流、收集，經(jīng)脫水干燥而成，外形大小不一，有圓形、蛋形、蠕蟲形，為白色、淡黃色或棕黃色的透明固體，顏色越淡質(zhì)量越好；表面有著細(xì)密而不規(guī)則的皺紋和凹凸的裂痕，質(zhì)地硬脆，破裂后有強(qiáng)烈的光澤，其密度因產(chǎn)地不同而有差異，大致在1.34～1.62之間，含水量不超過15%。 
　　阿拉伯樹膠是有機(jī)高分子碳水化合物，屬多糖類，一般由D-米乳糖、L-阿拉伯糖、L-鼠李糖和D-葡萄糖醛酸組成，相對(duì)分子量約22萬～30 萬，化學(xué)分子式為XCOOH·XCOOK(XCOO)2Ca·(XCOO)2Mg，其中，X是由碳?xì)溲踉亟M成的糖(CaH13O5)n，n為一個(gè)極大的數(shù)值，是阿拉伯酸(X·COO)、阿拉伯酸鈣[(XCOO)2Ca]、阿拉伯酸鎂[(XCOO)2Mg]、阿拉伯酸鉀(XCOOK)的混合物，英文名稱為 Arabicgum，可溶于水，不溶于乙醇及大多數(shù)有機(jī)溶劑。 
　　2.特性 
　　(1)親水性。阿拉伯樹膠的分子結(jié)構(gòu)由-COOH和-OH連在同一烴鍵上組成。這兩個(gè)官能團(tuán)為親水基，且羥基 
　　(-OH)要比羧基(-COOH)更容易接受水分。所以當(dāng)阿拉伯樹膠溶于水時(shí)，會(huì)按照擴(kuò)散－吸水－溶脹的過程，約溶解72小時(shí)，形成分散體系的分子溶液，其中每個(gè)分子中的羥基都呈現(xiàn)極大的親水性，能在水中自動(dòng)溶解為單相穩(wěn)定系統(tǒng)，既不會(huì)凝結(jié)，也沒有沉淀現(xiàn)象，能長期保證分散體系的穩(wěn)定性。 
　　(2)弱酸性。桃膠由于含有阿拉伯酸(XCOOH)，其水溶液呈弱酸性，遇堿起中和反應(yīng)，與金屬或金屬氧化物反應(yīng)生成阿拉伯酸鹽，放出氫氣，具有良好的吸附性。 
　　(3)易腐敗。在潮熱環(huán)境下，酵母菌容易在阿拉伯樹膠液中繁殖發(fā)酵，使阿拉伯酸游離，改變膠性。這是糖類物質(zhì)的通性，也是阿拉伯膠泡膠和使用時(shí)間過長會(huì)腐臭的原因，并且隨溫度的升高，酸度增大，對(duì)金屬印版的腐蝕性增強(qiáng)。 
　　 
高分子膠的特性
　　20多年來，人們?cè)噲D尋找一種合成高分子，替代阿拉伯樹膠作為護(hù)版膠，但始終無法復(fù)制這種特異的天然膠。要配制接近于桃膠的膠體需要從水溶性、流體特性、電化學(xué)性質(zhì)、分子量及分散作用等特性尋求突破口。 
　　有機(jī)化合物的溶解具有一個(gè)重要條件，即溶質(zhì)和溶劑的溶解參數(shù)必須相近，溶解度參數(shù)的接近是溶解的必要條件，而不是充分條件。一般來說，為了提高水溶性，一要在分子中引入足夠的親水基團(tuán)，二要降低聚合物的結(jié)晶度，三要利用聚電解質(zhì)的反離子力作用促進(jìn)溶解。如，亞麻仁油不溶于水，若用順丁烯二酸酐與之進(jìn)行加成反應(yīng)，在亞麻仁油分子的雙鍵處引入足夠的羧基，亞麻仁油就會(huì)變?yōu)樗苄杂汀５珵榱双@得水溶性而需引入極性基團(tuán)的最低數(shù)量，迄今沒有一個(gè)定式可以遵循，往往需要通過試驗(yàn)來確定。 
　　氫鍵的存在對(duì)水溶性具有很好的促進(jìn)作用，許多高分子化合物都通過氫鍵的作用與水分子發(fā)生締合而獲得水溶性。線型高分子完全能生成氫鍵，使水分子很快進(jìn)入高分子結(jié)構(gòu)中。水溶性高分子的電化學(xué)性質(zhì)有3種類型。 
　　(1)非離子型高分子：水溶液中不電離的高分子，如聚乙二醇、聚氧化乙烯、羥乙基纖維素及氧化淀粉等。 
　　(2)陰離子型高分子：在水溶液中電離為陰離子，如羥甲基纖維素、聚丙烯酸鈉、藻蛋白酸鈉等。 
　　(3)陽離子型高分子：在水溶液中電離為陽離子，如季胺聚合物，陽離子淀粉等。 
　　經(jīng)過多年實(shí)踐研究，我們用(PEO)T的單體經(jīng)二乙－乙基過氧乙基二碳酸酯，在裝有回流汽凝的聚合釜內(nèi)，在58℃的溫度下聚合4小時(shí)，形成可替代桃膠的新型高分子護(hù)版膠，以下簡稱水膠，其分子結(jié)構(gòu)如下： 
　　水膠是由-CH2-CH2-O-結(jié)構(gòu)單元重復(fù)構(gòu)成，1，2-亞基（-CH2-CH2-）是疏水基，而醚鍵（-O-）是親水基，醚鍵的氧原子與水中的氫原子形成氫鍵，增大了該聚合物在水中的溶解度。而且親水性醚鍵中的氧原子置于鏈的外側(cè)，疏水性1，2-亞乙基置于里側(cè)，因而聚合物鍵變得容易與水結(jié)合。 
　　 
新型護(hù)版膠
　　新型護(hù)版膠具備與桃膠不同的提墨、封版的雙向功能，用它制成的膠體透明、無味、不易腐臭、不沉淀，它的致密性類似于"塑料膜",有強(qiáng)烈的隔氣性，在25℃下測(cè)得氧、氮的透氣性幾乎為零，耐腐蝕，耐溶劑，拉伸強(qiáng)度高，見水即溶，便于手工開膠和機(jī)器開膠，封版半年內(nèi)開版使用正常。其抗氧化率為99.7%，封版損失在千分之三以下，可在-20℃～140℃范圍內(nèi)使用和保存（桃膠使用溫度為- 5℃～45℃)，不會(huì)產(chǎn)生凝膠分層或沉淀，封版后不易開裂。 
　　新型封版膠用量是桃膠的1/3以下，因?yàn)樘夷z配制黏度為10Pa·s，水膠只需3Pa·s的黏度即可使用，大大降低了單塊版封版的成本，價(jià)格約為0.1元/塊。另外，新型封版膠還可用于預(yù)涂新版的表面保護(hù)，以防運(yùn)輸摩擦受損，減少新版劃傷率。 
　　此外，水溶性高分子材料的研究和開發(fā)，有利于水性油墨，水性光油等環(huán)保型印刷材料的拓展，在未來發(fā)展中會(huì)起到很大的作用。