重氮盐光敏材料
重氮盐光敏材料(diazo salt photosensitive materials),是以重氮盐或重氮树脂作为光敏剂的感光材料。将光敏性的重氮盐或重氮树脂和偶合剂(通常是酚类化合物) 混合,加入黏合剂,涂在支持体上即成为重氮感光材料。成像过程主要包括两个步骤: 其一是重氮盐光敏剂在光照下分解成氮气和无色分解产物; 其二是未分解的重氮盐和偶合剂在碱性条件下发生偶合反应形成染料图像,采用的偶合剂不同,影像颜色也不一样。1
概念重氮盐光敏材料是指有机重氮盐经光分解生成无色产物,而未光照部分的重氮盐在一定条件下可同成色剂发生偶合反应生成染料影像的非银光敏体系。
要求为适应重氮成像的应用,重氮盐光敏体系必须符合以下要求:
(1) 形成的染料影像对光的稳定性;
(2)偶合剂应无色,显影后不沾色,在空气中不被氧化;
(3)重氮盐与成色剂偶合速度适中。
分类重氮盐光敏材料分双组分和单组分两大类型:双组分是光敏重氮化合物和成像偶合剂在同一种感光介质中用加热的方法于法显影,使用方便;单组分是感光介质中只含重氮化合物,而偶合剂则在显影液中单独成层涂敷,采用湿法或半湿法显影加工成像。
优点其优点是没异味、感光纸贮存期较长。重氮盐光敏材料主要以纸基材料为主,即重氮盐复印纸。依据重氮盐和成色剂偶合速度快慢,分为中速重氮纸和高速重氮纸2。
缺点缺点是感光度和照像宽容度较低。
制造工艺制造的基本工艺是将重氮盐组分和成色剂组分在同一种介质中或在不同介质中经涂布机涂敷在纸基材料上,经裁剪、包装成产品3。
应用重氮盐感光材料优点是成本低、影像稳定性好、分辨率高。主要用于复制技术资料和办公文件,也可应用于缩微复制中4。
参考资料
1. 黄伯云.材料大辞典(第二版):化学工业出版社,2016.9
2. 邱家白. 重氮盐光敏材料的增感问题探讨[J]. 感光材料, 1987(1):12-14.
3. 施伟国, 史念慈. 某些光敏重氮盐结构与性能[J]. 影像科学与实践, 1990(1):36-37.
4. 陈国桓. 光敏重氮盐的干燥粉碎[J]. 感光材料, 1995(4):23-25.
重氮直接复印法使用的纸。
纸质匀整。无针眼和灰尘。不含杂质(特别是铁质)。施胶度高。pH值低(纸4.5)。高度整饰。具有良好的耐折度、撕裂强度、不透明度、湿强度。高的白度。原纸用棉浆或高白度的精制化学木浆,必须不含任何可能与感光乳液起作用的化学物质,经打浆、重施胶后,在长网造纸机上抄造,并经超级压光后而成。原纸再经感光液涂布而制得成品。
一般涂布过程分为纸表面预涂、背面涂防翘曲剂和表面涂感光剂等三次涂布。涂料组成主要有重氮盐和发色剂(1-萘酚-4-磺酸等),利用重氮盐遇光易分解和与发色剂反应生成偶氮发色基的性质实现复印。此外,还有有机酸(柠檬酸、酒石酸等,控制pH值1-2)、金属盐(氯化锌、硫酸铝、氯化镁等,使色调明快鲜艳)、硫脲(防止因酚类或发色剂氧化着色而引起的空白部分着色)、显像促进剂(甘油、乙二醇等),以及表面活性剂、消泡剂和增色剂(二氧化硅粉末,以聚醋酸乙烯酯作黏合剂)等。
新型芳香重氮盐的光与热稳定性研究
谢普会1通讯作者 pxie2007@yahoo.com.cn, 郭丰启2, 李娟2, 何勇3
1. 河南农业大学 理学院, 河南 郑州 450002;
2. 郑州大学 化学系, 河南 郑州 450002;
3. 北京化工大学 材料科学与工程学院, 北京 100029
收稿日期:2011-10-17,录用日期:2011-12-10
基金项目:河南省高等学校青年骨干教师资助项目(2010GGJS-048);河南省教育厅自然科学研究计划项目(2010B15011).
通讯作者:谢普会(1971-),女,副教授,主要从事光物理与光化学方面的研究工作,E-mail:pxie2007@yahoo.com.cn.
非银盐影像及信息记录材料在印刷、航空拍照、全息照相、大屏幕显示、离子束记录等领域发挥着重要的作用[1,2,3],其中部分可以代替昂贵的银盐感光材料.芳香重氮盐感光材料是继银盐之后发展起来的一种新型感光材料,在工程图纸方面具有十分重要的地位.重氮盐感光材料经曝光后,分解生成无色物质和氮气,未感光部分重氮盐与偶联剂偶合生成芳香偶氮染料而显色成为图像.由于重氮盐晒图纸具有快速优质、解像力高、设备简单、便于操作、价格低廉,原料来源广、直接成正像等特点,在信息存储、印刷制版、文献复印、缩微放大等领域的用途越来越广泛[4,5,6,7].性质优良的芳香重氮感光材料需具备以下特点[8]:(1)具有一定的感光度和较快的光解速度;(2)能以适当的偶合速度与偶合剂形成有色的对光稳定的染料;(3)光解产物应无色,不易受光和空气影响;(4)用作晒图纸的重氮盐易溶于水,用作胶片的重氮盐易溶于有机溶剂.目前常用的芳香重氮盐感光材料的吸收光谱位于350 nm—400 nm之间,与传统的晒图光源高压汞灯光谱重叠性差,所以光量子产率也较低.本文合成了几种重氮盐感光材料(结构见下图),并对它们的热稳定性进行了研究,试图从两方面提高感光材料的性能:(1)使感光材料的吸收光谱与355 nm激光光谱尽量重合;(2)寻找在可见光区具有较宽吸收光谱的感光材料,使其与高压汞灯具有更大的光谱重叠.
2.3 热稳定性
好的重氮盐感光材料不仅应有高的光量子产率,还应有好的热稳定性.利用TGA对 2 和 3 的分解温度及分解量进行了测试. 2 在181 ℃出现第一个失重峰,在224 ℃出现第二个失重峰,共失去总重量的14.6%.温度高于200 ℃时表现出连续、均匀的失重. 3 在139 ℃出现第一个失重峰,在212 ℃出现第二个失重峰,共失去总重量的34.8%.温度高于280 ℃时出现多个强度较弱的失重峰.FB在150 ℃出现第一个失重峰,在230 ℃出现第二个失重峰,共失去总重量的50.6%.可见,FB热稳定性比 2 和 3 差. 2 和 3 中重氮基对位通过偶氮基与另一苯环相连,延长了它们的共轭体系,增加了分子的极性,因此热稳定性强于FB.虽然 2 表现出很好的热稳定性,但其光量子产率还有待进一步提高.
3 结论
本文合成的重氮盐 1—3 的最大吸收峰分别在343 nm、453 nm和433 nm,可分别与目前晒图常用的355 nm激光器及高压汞灯的光谱相匹配.重氮盐 1—3 在水中的溶解度均大于2%.重氮盐 2 虽然光量子产率只有0.095,但其好的热稳定性,使其可能成为实用的重氮盐感光材料.