第八章感光材料.

第八章感光材料一、概述感光材料指在光作用下发生物理与化学变化的材料。指曝光后经显影、定影等处理形成稳定的影像的材料。感光材料广泛用于医疗诊断、工业探伤、印刷制版、缩微照相、迅速复印、军事等领域。感光材料分银盐感光材料和非银盐感光材料。1、银盐感光材料的结构结构如下：----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------保护层乳剂层底层支持体底层乳剂层保护层结构分：•乳剂层明胶、卤化银、助剂。•支持体有片基、玻璃板基、纸基三类。片基：早期用硝酸纤维素，30年代用三醋酸纤维素，50年代为聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯），聚酯性能好，成本低，大多使用此类。•辅助层保护层—用于乳剂层上面，如聚乙烯醇。底层—使乳剂层与片基胶粘在一起。防光晕层—吸收透过乳剂层的光线，防返回乳剂层再感光。2、感光材料分类民用胶片，用于人物、风景、产品等的拍摄。电影胶片，专供影视摄影。X光感光片，用于医疗诊断。印刷制版，用于排字、激光照相、电子分色、传真制版。航空遥感。缩微感光，用于高解析度感光材料，处理图文信息。特种感光材料，主要用于军事，如核子照相干板、天文摄影、电子显微照相、水中摄影等。二、成像原理1、感光核感光主体是卤化银，其晶型结构为立方体、八面体、半圆片。这些晶格上有许多缺陷，有物理与化学缺陷。物理缺陷有棱位错、螺旋位错、空位、填隙银离子等。化学缺陷有硫化银、银、金等增感剂引起的晶核缺陷，这些缺陷是感光的活性点，称感光中心。2、感光机理卤化银晶核在光作用下发生以下反应：生成光电子Br¯+he+Br光电子被俘获e+Ag2SAg2S¯Ag++eAgAg2S¯+Ag+Ag2SAg形成显影核Ag2SAg+eAg2SAg¯Ag2SAg¯+Ag+Ag2SAg2Ag2SAg2eAg+••••••Ag2SAgn卤化银颗粒不断吸收光子，银离子颗粒在感光核中不断积累，形成显影中心。乳剂层中许许多多的显影核组成了感光材料的潜影。3、显影感光材料上的潜影经过化学处理变为可见的显影。显影时将已曝光的感光材料浸泡在由显影剂、促进剂、保护剂和抑制剂组成的显影液中。显影的本质是已感光的卤化银颗粒被显影剂还原成显影银粒，即把显影核光解银微斑组成的潜影，变成由银粒形成的可见影像。显影是氧化还原过程：Ag++显影剂Ag+显影的氧化产物。制备乳剂时KBr的用量过量于硝酸银，未感光的卤化银颗粒被溴离子包围，外层为钾离子，形成稳定的双电层，显影剂不能与未感光的卤化银颗粒接触，不发生氧化还原反应。已感光的卤化银颗粒，由于显影核的银微斑吸附的卤离子较少，成为双电层的薄弱环节，显影剂易与感光卤化银颗粒接触，发生氧化还原反应。显影是氧化还原反应，显影剂（Re）失去电子被氧化：ReOx+ne¯+nH+银微斑与卤化银颗粒界面上，银离子得到电子被还原成银原子。Ag++e¯Ag还原的银原子不断聚集，形成可见影像。4、定影显影时仅使已感光的卤化银颗粒还原银粒，形成可见影像。如果未感光的卤化银仍留在明胶液中，会继续感光还原成金属银，这样得不到稳定的图像。AgX+Na2S2O3Na[Ag(S2O3)]+Na++X¯Na++Ag(S2O3)¯Ag(S2O3)¯与S2O32–继续反应生成易溶于水的Na3[Ag(S2O3)2]。Ag(S2O3)¯+S2O32–Ag(S2O3)23–Ag(S2O3)23–+S2O32–Ag(S2O3)25–只要有足够的Na2S2O3就能使没曝光的AgX完全溶解。三、乳剂制备（一）乳剂所用材料1、硝酸银（AgNO3)2、卤化物（AgX）各卤化物感光须序为：AgIAgClAgCl/BrAgBrAgBr/I3、明胶明胶是水溶性天然多肽蛋白质。4、补加剂化学增感剂能在卤化银晶体表面形成感光核，提高乳剂的感光度。•硫增感2AgBr+Na2S2O3+H2O2NaBr+Ag2S+H2SO4•还原增感用亚硫酸钠、醛使卤化银颗粒上生成微量的银。•金增感3[Au(CNS)2]¯2Au+Au(CNS)4¯+2CNS¯光谱增感剂这类增感剂吸附在卤化银表面，曝光时吸收光子后将能量传给卤化银。常用菁类化合物。菁类化合物结构如下：CCNZYR(CH=CH)nCHYZNCCRX+-稳定剂与防灰雾剂感光材料在贮存期间常发生感光度降低，灰雾增加和反差系数下降的老化现象。•稳定剂5－甲基－7－羟基－1,3,4－三氮吲哚利嗪NNNNOHCH3双四氮唑NNNNCSSCNNNN•防灰雾剂3－巯基－5－甲基－7－羟基－1,3,4－三氮吲哚利嗪NNNNOHCH3SH坚膜剂用于提高乳剂膜的熔点和防水性，增强其机械强度。如1,3,5－三丙烯酰基六氢均三嗪。NNNC=OO=CC=OCH=CH2CH=CH2CH2=CH其它相应的助剂还有防氧化剂（如对苯二酚）、增塑剂、防腐剂、防静电剂、消泡剂、表面活性剂等。（二）乳剂制备过程1、配液2AgNO3+2NH4OHAg2O+2NH4NO3+H2OAg2O+4NH4OH2[Ag(NH3)2]++2OH¯+3H2O2、乳化[Ag(NH3)2]OH+NH4NO3+KBr+2H2OAgBr+KNO3+3NH4OH乳剂配方如下：1号液：水350mlKBr76gKI1.84g明胶20g2号液：水700mlAgNO3100g20%NH3100ml3号液：明胶100g乳剂配制工艺：•在36.5°C下，将2号液分4次加入1号液中，前3次200ml/min，第4次230ml/min，两次加料间隔4min。•物理成熟：加入3号液，成熟30min，然后加入醋酸（50%）100ml进行中和。•水洗：电导率0.16s/m。•化学成熟：加明胶58g，KBr（10%）7ml，硫增感剂10ml,金络合盐(由AuCl31.5mol和1%NH4SCN1.5L组成）6ml四、彩色感光材料彩色感光材料由多层乳剂层组成。1、结构明胶保护层感蓝乳剂层，不感受红绿光，乳剂中有形成黄色染料的成色剂。黄滤光层，吸收蓝光，使红绿光通过，使下两层乳剂层不受蓝光干扰。感绿乳剂层含能形成品红染料的成色剂。中间隔层。感红乳剂层含有能形成青染料的成色剂。胶体银防光晕层。底层由明胶或树脂和有机溶剂构成。片基一般采用三醋酸纤维素酯背面层涂有防静电剂及防卷曲剂。2、彩色成像过程溴化银（已曝光）＋彩色显影剂银影＋显影剂的氧化产物显影剂的氧化产物+品红成色剂品红染料显影剂的氧化产物+黄成色剂黄色染料显影剂的氧化产物+青成色剂青染料3、配方保护膜水1000ml醋酸铬（1%）3ml明胶20g消泡剂5ml上层乳剂乳剂1kg苯亚磺酸钠(20%)10ml双四氮唑（1%）2ml乳剂熔化达40°C时加：－萘酚（1%）3mlEDTA（2%）15ml感绿染料70ml溴化钾（10%）1ml品红成色剂169（5%）280ml阻光染料酸性品红（2%）15ml醋酸铬（5%）3ml表面活性剂1292（4%）10ml水适量隔层配方水1000ml醋酸铬（5%）3ml明胶20g消泡剂5ml表面活性剂1292（4%）10ml已内酰胺3g中乳剂层配方乳剂1kg双四氮唑（1%）1.3ml乳剂熔化并达到40°C加入：－萘酚（1%）18mlEDTA（2%）15ml感红染料10ml溴化钾（10%）0.5ml阻光染料酸性湖蓝（2%）3ml青成色剂546（5%）280ml醋酸铬（5%）3ml水适量表面活性剂1292（4%）10ml隔层配方水1000ml表面活性剂1292（4%）10ml明胶20g醋酸铬（5%）6ml已内酰胺3g底层乳剂乳剂1kg稳定剂583（1%）10ml双四氮唑（1%）1ml乳剂熔化40°C加入：黄成色剂535（5%）500ml溴化钾（10%）1ml醋酸铬（5%）3ml水适量硝酸钾（10%）1.5ml表面活性剂（4%）10mlEDTA（2%）15ml