非银盐有机感光材料PPT演示课件

第八章非银盐有机感光材料,1重氮成像体系,一、定义：以芳香族重氮化合物作为光敏物质的记录材料。二、重氮化合物的成像原理：根据光化反应性质可分为：光致立体异构：某些重氮化合物具有两种不同的构象，顺式与反式结构，在光的作用下发生转化，由稳定的反式结构变为不稳定的顺式结构，,1,其活性增大，进一步发生其它反应，利用其反应物与生成物性质的差异来成像。如：,2,单纯的光分解反应：某些重氮化合物在光的作用下只发生重氮基的分解，无其它变化，利用其生成的氮气或溶解性的变化来成像。如：,伴有价键重排的光分解反应：重氮化合物除发生重氮基的分解外，还伴有价键的重排的光化反应，典型有重氮醌类。如：,3,三、成像种类：浮雕型重氮材料：利用重氮化合物的光化产物与反应物的溶解性不同而成像的，用适当的溶液溶解某一部分材料，就得浮雕像。由重氮化合物和高分子化合物组成，根据高分子不同可得两种：重氮盐与水溶性高分子材料：组成：PVA及,4,曝光反应：,5,显影：用水洗去未曝光的涂层，得阴图浮雕像。,6,材料性质：保存性差，质量不稳定，改进方法是提高分子量和制成复盐如：邻重氮醌与碱溶性高分子：组成：2,1-重氮萘醌-5-磺酸酯，线性酚醛树脂曝光：,7,碱显影：,8,9,未见光区的重氮醌和线性酚醛树脂发生偶合反应，其产物的水溶性下降，未见部分保留下来，得阳图浮雕像。影像特点：阳图像具有亲油性，酚醛树脂膜坚硬而脆，耐印率较低，为改善其性能需加入其它高分子成膜剂。染料影像型重氮材料：成像原理：利用未发生光分解的重氮盐在碱性条件下能与酚或胺偶合剂发生偶合反应，生成,10,有色的偶氮染料，而光分解的重氮盐产物则不能发生上述偶合反应，从而得到阳图染料像。组成：具有感光性的重氮盐，活泼性较高的偶合剂。作为材料的重氮盐与偶合剂除了要生成染料像外，还要满足：,11,形成的偶氮染料影像必须具有耐光、耐酸与耐湿性，在各种水溶液都完全不溶，以便在湿处理时不致造成影像扩散。形成的影像须有足够的密度与正确的色调。偶合剂本身与重氮盐的光分解产物必须是无色的，且在保存与曝光和显影过程中也不出现颜色的变化。满足这些条件的常用重氮盐与偶合剂如下表：,12,13,14,若偶合剂存在于感光层中，称为双组分材料；若存在于显影液中，感光层中只含重氮盐称为单组分材料。显影方式：干法显影：曝光后的材料用蒸汽熏或加热进行显影的方法称为。适用于双组分材料。A利用氨气进行显影，得到染料像。B加热显影：依靠感光层中预先加入的无机铵盐或有机胺类物质，加热时释放出氨气或其它碱性物,15,质，提供发生偶合反应所需的碱，使材料显影。优点：操作方便，缺点：保存性差。半湿法显影：通过在曝光后的材料上涂一层很薄的含偶合剂碱性溶液进行显影的方法称为。得染料阳图像，适用于单组分材料。微泡影像重氮材料：微泡影像：利用微小气泡对光的散射作用，引起密度变化而形成的影像称为。微泡影像与普通影像的区别：,16,形成方式不同：染料或金属影像是依靠染料或金属粒子对光的吸收形成密度；微泡影像是依靠微泡对光的散射形成密度。测量密度的方式不同：染料或金属影像的单向密度与漫射密度相同；微泡影像单向密度漫射密度，且与测量孔径有关，孔径越小，单向密度越大。图像的阴阳确定方式不同：一般规定微泡影像以透射光观察的结果为准，当透射光看到影像密度与原稿一致就为阳图，否则为阴图。,17,观察影像方式不同：用透射光观看，有微泡处是暗黑色的，无微泡处是白色的；用反射光观看，有微泡处是白色的，无微泡处是暗黑色的。成像过程：材料结构：感光层：重氮化合物，热塑性树脂；支持体：片基。成像过程：曝光热显影光定影放置得阴图像。,18,热显影时，一方面N2膨胀，内应力增大，另一方面树脂软化，就形成微泡像。光定影使未曝光的重氮化合物充分曝光，分解。,曝光时形成内应力潜影像,19,在放置软化点温度下放置，让氮气跑掉，得稳定的阴图微泡影像。若要得阳图微泡你只需改变成像步骤即可：曝光放置光定影热显影阳图像。常用的微泡重氮盐：对-二甲苯胺重氮盐，对-二乙基苯胺重氮盐，对-二乙氧基对吗林苯胺重氮盐。作为微泡材料的热塑性树脂须满足的条件：具有良好透明性；具有良好的热塑性；具有一定的气密性与透气性。,20,2叠氮成像体系,一、光化反应原理：叠氮光分解释放出氮气，同时生成活泼的中间体氮烯(单线态氮烯：)和三线态的氮烯：)，一般是两者共存，芳香环越大，照射光波越短，则生成三线态的比例越高，反之单线态的多，活泼的氮烯与烃类化合物可继续发生偶合，插入，夺氢和加成等反应。,21,偶合反应：单线态和三线态的氮烯相互间都能发生偶合，反应所需活化能低，在低温时优先发生此反应。,插入反应：单线态氮烯常与含C-H，O-H，N-H基的烃类化合物发生插入反应。如：,22,夺氢反应：三线态氮烯与含有氢的烃类化合物发生夺氢反应，它分为两步：首先，夺取分子中的氢变为氨自由基，被夺取氢的烃类化合物也成为自由基，再次，进行自由基反应。如：,23,加成反应：单线态和三线态的氮烯都能与双键发生加成反应。,24,叠氮化合物的光分解产物氮烯能与烃类化合物发生插入，夺氢，与加成反应而键合，所以利用含有双叠氮化合物，在光的作用下，使含有C-H，O-H，N-H，C=C键的高分子交联，固化进行成像。二、成像原理：记录材料在曝光时，见光部分的双叠化合物发生光分解，生成双氮烯，然后双氮烯与共存的高分子化合物发生插入，夺氢和加成反应，,25,使高分子化合物交联，固化，从而使涂层的见光部分与未见部分的溶解性发生了变化，用适当的溶剂进行显影，将未见光(未交联固化)的部分涂层除去，留下见光部分的涂层，而得到阴图浮雕像。三、叠氮材料的种类：根据涂层的溶解特性的不同，可将其分为水溶，碱溶与有机溶剂类。,26,水溶类材料：将水溶性的双叠氮化合物与水溶性高分子混合而成，其感光层是水溶的，曝光时，见光区交联固化由水溶变为水不溶，用水显影即可得阴图浮雕像。典型的叠氮有：,27,有机溶剂类材料：由溶于有机溶剂的双叠氮化合物与橡胶混合而成的，其主要用于光致抗蚀剂，见光区交联固化，有机溶剂显影时，虽对其不溶，但会溶胀，有机溶剂的残留，会引起版面起脏，故不能用于平版。典型的双叠氮为：,28,成膜剂：天然橡胶，合成橡胶(异戊橡胶，顺丁橡胶)。显影有机溶剂：二甲苯。碱溶材料：曝光后涂层交联固化，使感光层由碱溶变为碱不溶，用碱显影得阴图浮雕像。双叠氮有：4,4-二叠氮-2,2-二磺酸钠，成膜剂主要有：含不饱和基的丙烯酸碱溶性树脂和线性酚醛树脂。,29,3自由基成像体系,一、概述：定义：在光或离子辐射作用下，感光层中生成自由基，在自由基的作用下，生成染料或破坏染料的成像方法称为自由基成像。用于自由基成像的材料叫自由基成像材料。自由基成像材料的特性：感光度S高，达100ASA(相当于21DIN)与银盐材料相当。分辨力高，达,30,1500线/mm，感光范围大，可感、射线，可见光与红外，电子束等。结构与组成：感光层包含感光剂，成色剂或染料，成膜剂，添加剂。支持体主要是片基。二、有机卤化物(感光剂)的光化性质：对光有较高的灵敏性，对热有较好的稳定性。一般说有机卤化物的感光性与热稳定性与第一卤原子的离解能有关，其值越小，其感光性就越好，热稳定性就越差。,31,对芳香族卤化物，有多个卤原子直接与芳香环相连较好，若环上还有烷基，芳基，硝基，感光度会更高。对于结构相同的卤化物，离解能FClBrI，感光度顺序正好相反。卤化程度一样，C原子数增加，离解能增大，感光度下降。,32,三、生成染料型材料：缩合成像：利用光敏卤化物提供桥式碳原子，通过缩合反应，把多个芳胺环连接起来，生成三芳甲烷的成像方法。其成像反应为：典型的感光剂为：CBr4，成色剂为二苯胺。,33,成像过程：曝光热定影。曝光反应见成像反应。热定影：用加热的方法使未见光的CBr4挥发掉，得稳定的深蓝色染料像。酸转换成像：卤化物的光分解产物卤素自由基能从氢的供给体得到一个氢原子，生成氢卤酸，氢卤酸可将染料隐色体变换为有色体，而得到有色染料影像的方法。主要感光剂：CBr4，成色剂吲哚(甲醛吲哚)成像反应为：,34,35,氧化成像：在光作用下，卤化物使染料的隐色体氧化为有色体的成像方式。可分为：结晶紫隐色体/卤烷体系；苯乙烯染料隐色体/卤烷体系；菁染料隐色体/卤烷体系。成像过程：,用375nm的紫外光曝光，生成少量染料，形成潜影，然后用600nm的红光全面照射，进行光显影，以使潜影强化成清晰可见的,36,染料像，加热定影，使未见光的CBr4挥发，得稳定的阴图像。聚合成像：利用光使单体聚合，生成颜色不同的产物，从而得染料影像。感光层含有感光剂CBr4，成色剂为N-乙烯基咔唑(NVC)，明胶，增感剂二甲氨基苯乙烯基喹啉(4SQ)。NVC的光聚合反应有两种，无色聚合和有色聚合。其主要取决于照射光的波长，强度及照射时间，因此，选择不同的曝光条件可得阴图和阳图影像。,37,成像过程：阴图像的形成：先用波长短，照度大，长时间的曝光，使见区发生有色聚合，然后加热显影，使聚合继续直至得清晰可见的阴图像，再用溶剂定影除去CBr4。阳图像的形成：先用波长较长，照度较小，短时间的曝光，使见区发生无色聚合，并同时生成染料分子，然后用红光照射，促进原聚合反应，同时染料分子引发新的无色聚合，使这部分完全变,38,为无色聚合。接着用强白光照射，使原来未见的部分进行有色聚合，生成有色光聚产物，最后用