Полімери у поліграфії

У поліграфії застосовуються різноманітні синтетичні полімерні матеріали: пластомери (синтетичні смоли і пластичні маси); еластомери (синтетичний каучук і гума); фарби та клеї; синтетичні волокна і тканини; «вільні» плівки; фотополімери.

Синтетичні полімери отримують методами полімеризації, сополімеризації і поліконденсації. Властивості синтетичних полімерів залежать від їх будови і молекулярної маси. Полімерні матеріали з більшою молекулярною масою характеризуються більш високою механічною міцністю (на розрив, вигин, скручування та ін.) і гіршої розчинністю.

Характерною особливістю синтетичних полімерів є полідисперсність — молекули одного і того ж полімеру можуть мати різну величину, включаючи різне число структурних ланок. Тому молекулярна маса полімеру позначає не справжню масу кожної молекули, а лише деяке середнє її значення.

При нагріванні синтетичні полімери плавляться, а при охолодженні зазвичай набувають аморфну структуру через дуже велику в'язкість розплаву перед його затвердінням. Однак синтетичні полімери можуть набувати і кристалічну структуру. У цьому стані у них більш висока температура плавлення і вони стають значно міцнішими.

Синтетичні полімери діляться на термопластичні, здатні багаторазово переплавлятися без помітної зміни властивостей, і термореактивні, незворотно стають твердими при більш-менш тривалому нагріванні в результаті протікання термохімічних реакцій.

Синтетичні полімерні матеріали по багатьом властивостям істотно перевершують чорні і кольорові метали, деревину, скло, вимагають менших капітальних витрат на організацію їх виробництва і обходяться значно дешевше.

Поліетилен

Поліетилен — напівпрозорий безбарвний дуже міцний термопластичний полімер з хорошими діелектричними і антикорозійними властивостями. Висока міцність поліетилену обумовлена його кристалічною будовою.

Поліетилен виготовляється полімеризацією етилену при високому або низькому тиску. У першому випадку полімеризація етилену відбувається при тиску 2000 атмосфер і температурі 500 °C, у другому — при тиску і температурі, близьким до нормальних (за рахунок застосування спеціального каталізатора).

Будова і властивості поліетиленів високого і низького тиску різні. Поліетилен низького тиску має лінійну будову і більш високу температуру плавлення. Він міцніший поліетилену високого тиску, для якого характерна розгалужена будова молекули.

Поліетиленові плівки застосовуються як пакувальний матеріал. Низькомолекулярний поліетилен являє собою воскоподібну речовину і використовується як добавка до фарб. Сополімер етилену з вінілацетатом — прекрасний матеріал для виготовлення термопластичних палітурних клеїв.

ПОЛІПРОПІЛЕН

Поліпропілен — пластичний безбарвний прозорий полімер, нерозчинний при кімнатній температурі в органічних розчинниках, стійкий до кислот і лугів, а також морозостійкий. Температура плавлення — 160 - 170°C. По міцності і стійкості до стирання поліпропілен перевершує поліетилен.

Полівінілхлорид (вініпласт)

Полівінілхлорид (-СН2-СНСl-) n — термопластичний твердий полімер, який починає розм'якшуватися при температурі 92 - 94°С і плавитися при 170°С. При введенні пластифікаторів, наприклад 30-35% дибутилфталата, полівінілхлорид стає упругоеластичним і гнучким. Такий матеріал називається пластикатом. Полівінілхлорид випускається у вигляді пластин і плівок і застосовується для виготовлення плоских і ротаційних стереотипів, дублікатів кліше, книжкових палітурок, а також текстовінітовий декельних покришок.

Текстовініт поліграфічний являє собою бавовняну тканину з нанесеним на неї упругоеластичним шаром з полівінілхлориду, пігментів, наповнювачів і пластифікатора — дібутіл -фталата. Текстовініт поліграфічний виробляється товщиною 0,65 мм (при допуску ± 0,05 мм). Покриття повинно бути гладким, рівним, упругоеластичним, не липким і немарким, стійким до дії води, гасу, бензину, машинного масла і не повинно мати неприємного запаху.

Полістирол

Полістирол — твердий прозорий безбарвний термопластичний полімер, розм'якшується при 80°С і плавиться при 170°С. У вигляді сополімеру з акрилонітрилом застосовувався для відливання друкарських шрифтів і пробільних матеріалів. Сополімер, що випускається під маркою Снак 15, містить 85% стиролу і 15% акрилонітрилу, відрізняється високою міцністю і стійкістю до дії органічних розчинників.

Поліакриламід

Поліакриламід — безбарвний прозорий полімер, добре розчинний при енергійному перемішуванні у воді. Поліакриламід застосовується для швидкого осадження пігментів в процесі їх синтезу, покращуючи їх структуру і полегшуючи процес виготовлення поліграфічних фарб методом відбиття води. Цей полімер також використовується при виготовленні палітурних клеїв, у виробництві паперу і як добавка в зволожуючі розчини для офсетного друку.

Полівінілацетат

Полівінілацетат — термопластичний, безбарвний, прозорий і твердий полімер. Так само як і полівінілхлорид, він набуває упругоеластичні властивості при введенні пластифікатора, наприклад дибутилфталату. У вигляді добре пластифікованої водної дисперсії (поливінілацетатна емульсія — ПВА) застосовується в якості палітурного клею. Спиртовий розчин полівінілацетату — високоеластичний лак для лакування відбитків — використовується при припресуванні прозорих плівок. Полівініл — ацетат застосовується і при отриманні полівінілового спирту.

ВІНІПРОЗ

Вініпроз — прозорий, злегка жовтуватий сополімер вінілхлориду та метилметакрилату з добавкою стабілізатора — стеарату алюмінію. Випускається у вигляді міцних прозорих пластин, які можуть бути гладкими або зерненими. Вініпроз використовується в якості матричного матеріалу при виготовленні гальваностереотипів і як матеріал для монтажу діапозитивів і негативів.

Полівініловий спирт

Полівініловий спирт (-СН2-СНОН-) n — полімер, добре розчинний у воді і у вищих спиртах (в етиловому спирті розчиняється). Виходить обмиленням полівініл-ацетату, оскільки мономер - вініловий спирт (СН2 = СНОН) не існує у вільному стані.

Безбарвні клейкі водні розчини полівінілового спирту, очутливлені біхроматом амонію, застосовувалися як копіювальних розчинів при фотомеханічних виготовленні форм високого і офсетного друку.

ПОЛІКАРБОНАТ

Полікарбонат — термопластичний прозорий безбарвний полімер кристалічної будови. Синтезується поліконденсацією дифенілолпропану (біфеноли А) і хлорангидридов вугільної кислоти (фосгену).

Полікарбонат має дуже високу температуру плавлення (вище 240 ° C), а по механічній міцності і стійкості до стирання перевершує багато металів і сплавів. Тому цей матеріал використовується як замінник металів і сплавів при виготовленні силових деталей в машинобудуванні.

Феноло-альдегідні смоли

При взаємодії фенолів з альдегідами, в залежності від умов реакції, утворюються спирто- чи маслорозчинні смоли. Спирторозчинні феноло-альдегідні смоли можуть бути термопластичними або термореактивними - в залежності від співвідношення фенолу і альдегіду і від вибору каталізатора.

Якщо на одну молекулу фенолу припадає по одній молекулі альдегіду (при кислому каталізаторі), виходять термопластичні смоли лінійної будови. При цьому спочатку утворюються фенолоспирти, а потім, при їх поліконденсації, - спирторозчинна смола лінійної будови. Спирторозчинну феноло-альдегідну термопластичну смолу «ідітол» застосовують для виготовлення спиртових лаків. Однак такі лаки не світлопрочні і помітно темніють з часом.

Якщо на одну молекулу фенолу припадає дві і більше молекул альдегіду (при лужному каталізаторі), то виходять спирторозчинні термореактивні смоли. У цьому випадку при реакції спершу утворюються двоатомні фенолоспирти (метилольні групи знаходяться в орто - та пара - положеннях по відношенню до фенольних гідроксилів), а потім - молекулярні ланцюги смоли просторової будови. Термореактивні смоли застосовуються для виготовлення термореактивних пластичних мас, наприклад пресувальних порошків, текстоліту, а також бакелітового лаку.

Маслорозчинні феноло-альдегідні смоли використовуються у виробництві друкарських фарб.

Поліамід

Поліаміди - це надзвичайно міцні, упругоеластичні безбарвні прозорі полімери, які за своєю хімічною будовою найбільш близькі до білків, зокрема до натурального шовку. Поліаміди застосовуються для виготовлення синтетичних волокон: нейлону і капрону, а також для пресування багатьох деталей в машинобудуванні. Температура плавлення капрону близько 300°C, нейлону - 325°C, при цьому нейлон міцніше капрону.

У поліграфії капронове волокно застосовується для зшивання книг і брошур. Спеціальним капроновим полотном з моноволокна затягують декеля ротаційних друкарських машин для усунення отмарування фарби при двосторонньому друці.

Деякі види спирто- і водорозчинних поліамідів тверднуть (задублюються) під дією ультрафіолетового випромінювання. Вони використовуються при виготовленні фотополімерних друкарських форм.

Поліуретан

Поліуретани — полімери, будова яких нагадує поліаміди. У поліграфії використовуються при виготовленні фарбових валиків.

Алкідні полімери

Алкідні полімери, отримані з багатоатомних спиртів і декарбонових кислот, застосовуються головним чином як зв’язуючи речовини поліграфічних фарб.

Особливим видом алкідних полімерів є поліетилентерефталат (терилен) - дуже міцний, прозорий, упругоеластичний, термопластичний полімер, який отримують із гліколю і терефталевої кислоти. Цей матеріал використовується при виготовленні синтетичного волокна лавсану. Лавсан, як замінник шерсті, застосовується не тільки для отримання високосортних тканин, але і як волокнистий напівфабрикат у виробництві паперу.

Поліетилентерефталатні прозорі плівки товщиною 12-20 мкм служать для виготовлення підкладок формних і фотоматеріалів, а також для ламінування обкладинок і палітурних кришок.