光敏熱顯成像材料熱顯影過程中影響銀離子遷移因素的模擬研究.pdf

1、光敏熱顯成像材料（Photothermographic materials，簡稱PTG材料）是近年來國際感光界的研究熱點(diǎn)之一。PTG材料具有成像質(zhì)量優(yōu)異，影像保存穩(wěn)定性高，干式加工便捷無污染等優(yōu)點(diǎn)，因此盡管傳統(tǒng)的鹵化銀膠片市場正在逐步萎縮，而具有環(huán)境友好特點(diǎn)的PTG材料市場仍有著良好的發(fā)展前景。當(dāng)前，國際感光界的學(xué)者正在大力開展對PTG材料成像機(jī)理方面的研究。其中美國學(xué)者Whitcomb和日本學(xué)者M(jìn)aekawa對于PTG材料熱顯影過程中

2、銀離子的遷移及還原過程進(jìn)行了深入的分析研究，并提出了不同的見解。 本論文以鄰苯二甲酸（PA）與酞嗪（PHZ）為起始原料，采用液相沉淀法合成了PTG材料熱顯成像過程中可能存在的含銀中間體鄰苯二甲酸二銀（Ag2PA）與[Ag2PHZ2PA·H2O]配合物，通過元素分析、ICP-AES分析對Ag2PA與[Ag2PHZ2PA·H2O]配合物的元素組成進(jìn)行了確定，采用XRD、FTIR、TG與DSC等方法對Ag2PA與[Ag2PHZ2PA·

3、H2O]進(jìn)行了表征，確定了其分子結(jié)構(gòu)。通過對PTG材料熱顯影過程中銀離子遷移過程的分析表明，調(diào)色劑PA與PHZ在PTG材料熱顯影過程中起著改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)活化能的作用，Maekawa等提出的銀離子遷移路線具有一定的合理性。 采用X射線衍射K值分析法，在100～123℃PTG材料熱顯影溫度范圍內(nèi)，研究了山崳酸銀（AgBeh）與PA的固相反應(yīng)過程。結(jié)果表明，AgBeh與PA的固相反應(yīng)為固態(tài)擴(kuò)散控制過程。在一定的反應(yīng)時間內(nèi)，Ja

4、nder方程能夠較好的描述AgBeh與PA的固相反應(yīng)動力學(xué)，反應(yīng)的表觀活化能為84.5kJ·mol-1，表觀頻率因子為7.06×107 min-1。AgBeh與PA樣品以較小的顆粒度分散于PTG體系中，有利于提高PTG材料的成像速度。通過XRD及FTIR等方法對Ag2PA與PHZ之間的反應(yīng)進(jìn)行研究，結(jié)果表明Ag2PA與PHZ可以通過固液相反應(yīng)發(fā)生作用，反應(yīng)物的擴(kuò)散過程為Ag2PA與PHZ之間反應(yīng)的控制步驟。 測定了調(diào)色劑PA、P

5、HZ與6-異丙基酞嗪在粘合劑PVA中的擴(kuò)散系數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明，溫度越高，調(diào)色劑的擴(kuò)散系數(shù)越大。在相同的條件下，PHZ與6-異丙基酞嗪的擴(kuò)散系數(shù)均遠(yuǎn)大于PA的擴(kuò)散系數(shù)。隨著粘合劑濃度的增大，PA、PHZ與6-異丙基酞嗪的擴(kuò)散系數(shù)均有所降低，這種降低的趨勢在不同的溫度條件下均有體現(xiàn)。 綜合分析認(rèn)為，對于PA-PHZ的調(diào)色劑組合體系，決定銀離子遷移速率的主要因素為調(diào)色劑PA在粘合劑涂層中的擴(kuò)散行為，適當(dāng)增加PTG材料的熱顯影溫度、調(diào)整涂層

6、結(jié)構(gòu)與配方以縮短調(diào)色劑PA在涂層中的有效擴(kuò)散距離以及降低PTG材料涂層中粘合劑的濃度均有利于提高PTG材料的顯影速度，即提高PTG材料的熱顯影效率；對于PA-6-異丙基酞嗪的調(diào)色劑組合體系，在實(shí)際的PTG材料熱顯成像條件下，調(diào)色劑6-異丙基酞嗪的擴(kuò)散行為會對銀離子的遷移速率起到一定的限制作用，而這種限制作用有利于獲得色調(diào)更佳的銀影像。 測定了調(diào)色劑PA、6-異丙基酞嗪在苯丙乳液粘合劑中的擴(kuò)散系數(shù)并確定了擴(kuò)散活化能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，