目前，喷墨技术除了应用在绘制图形方面，还应用在许多科学和技术的领域。赋予墨水主要功能的功能材料数量是非常多的：艺术图形的着色剂（颜料或染料）；纳米金属粒子和有机金属的化合物，打印导电样品的碳纳米管；打印发光二极管的聚合物；打印三维结构的光固化单体；陶瓷；生物医学材料；甚至为打印器官的活细胞[1-7，11，18，25]。这些功能材料可以溶于墨水的媒介物（例如着色剂、聚合物、有机金属化合物、生物材料）或分散在墨水的媒介物中（见图12.1）。
功能材料在墨水配方中的含量是由溶解度（对于染色型墨水）或可分散性和稳定性（颜料型墨水）决定的，考虑所有墨水组成以及整个喷墨系统的性能、着色剂含量的重量的范围为0.5%～10%，以及在导电墨水中约60%的纳米金属粒子[7，19，26]。
不包含未溶解材料的墨水的不稳定性是由于墨水之间的交互作用导致的，例如单体成分的聚合作用，墨水的相位分离由于温度变化和部分墨水吸附到容器壁造成。对于分散的材料含有高浓度的墨水，主要问题是不可逆转的凝聚和沉淀导致粒子的聚集，如果粒子的密度高于液体（如溶剂型墨水、金属粒子）和碳的密度，这样往往会在水性墨水中形成大量的聚集。(www.xing528.com)
为了防止聚合就需要一种用来克服吸引力的机制。如果色素粒子的表面能够具有聚集电荷的功能，那么就可以获得电斥力，电斥力就是这样一种机制。例如一个带负电荷的离子的表面活性剂，如十二烷基硫酸钠（SDS），就可以吸附在疏水颗粒（如炭黑）表面。如胶体稳定性原理所描述的，它将使颜料表面具有负电荷，使颗粒之间产生电斥力来阻止粒子的聚合[27]。系统的静电稳定机制是有效的，使其有较高的介电常数，这对水性墨水是重要的。稳定的粒子也可以通过位错机制获得[27、28]，吸附在颜料表面的聚合物分子提供空间排斥力。例如炭黑粒子的稳定可以通过使用聚合物与疏水集团可以绑定到其表面，也可以用溶于水的亲水部分来实现。这种稳定机制在水溶和非水溶剂墨水中都是非常有效的，目前有各种各样的商业聚合物分散剂，例如Efka、Tegsperse、Solsperse以及Dis- perbyk[29，30]。
为了获得具有稳定的分散而且能包裹着颜料均匀展开的墨水，应该考虑各种各样的分散剂及其最佳浓度。应该选择一个合适的分散剂，分散剂有固定组分使其吸附在颜料表面，而使得其他组织分散剂扩展到溶液中。分散剂的浓度是很重要的：分散剂的最佳浓度能使墨水获得最佳性能。例如金属导电墨水中高浓度的聚合物分散剂阻止打印出来的图案中纳米粒子的密切接触，即使打印之后也会有这种作用，从而使其无法获得导电图案。在这种情况下，建议尽可能使用低浓度的聚合物稳定剂。分散剂的浓度对黏度色散有至关重要的影响，这是定制打印头的根据。应该注意，达到稳定的分散体系功能材料的墨水粒子应该足够小，通常小于200nm。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
