精细化工课程论文

感光材料及其发展动向

目 录

一、摘要............................................................3 二、关键词.........................................................3 三、感光材料的简介...............................................3 四、片基及其发展.................................................4 4.1 三醋酸纤维素酯片基..........................................4 4.2 聚酯片基.....................................................5 4.3 聚碳酸酯片基................................................7 4.4 展望.................................................8 五、感光材料的应用..............................................8 5.1 感光材料在电影制作中的应用................................8 5.2 感光材料在民用和专业照相中的应用.........................8 5.3 感光材料在医疗诊断中的应用................................8 5.4 感光材料在印刷出版业中的应用.............................9 5.5 感光材料在航空、航天摄影中的应用.......................9 5.6 感光材料在半导体集成电路、印刷电路制作中的应用......9 六、感光材料的发展动向.......................................10 6.1 银盐产品和数字成像相互并存, 共同发展...............10 6.2 传统银盐照相与数字成像的结合是将来的趋势...........11 七、总结................................................11 八、参考文献............................................12

第 1 页

精细化工课程论文

一、摘要： 感光材料是精细化工在工业生产中的应用，感光材料的发展进程从一方面也代表了精细化工的发展，本文简单介绍了感光材料的重要组成部分及其发展。

二、关键词：感光材料、片基、发展动向、重要作用 正文：

三、 感光材料的简介

感光材料是指曝光后发生化学变化，经过适当的显影、定影处理，能够形成影像的材料。1935年Kodak公司推出了最早的多层彩色感光材料；1942年Kodak公司制成了采用油溶性成色剂的多层彩色负片，于是成为彩色感光材料的主导技术，一直采用至今。

感光材料基本结构是由乳剂层和支持体组成。乳剂层是感光材料的主体，是光的敏感物质，是记录客观物体影像的介质。乳剂层必须依附在支持体上，支持体一般有纸基、片基和玻璃三种。

感光材料技术的发展已有160多年的历史。从上世纪开始，随着科学技术的蓬勃发展，感光材料技术取得了突飞猛进的进步。感光材料的技术进步是与感光材料的广泛应用相辅相成的。感光材料的技术进步和发展使感光材料在国民经济的各个领域获得了广泛的应用，发挥了重大的作用。反过来，国民经济各项事业的发展又对感光材料提出了更高的要求，进一步促进了感光材料技术进步的快速发展，使感光材料的科学研究、生产技术和应用成果始终处于科技发展的前沿，受到世人的注目，下边我们主要介绍一下片基有关内容。 四、片基及其发展

第 2 页

精细化工课程论文

片基在感光材料中起乳剂层的支持体作用，它不仅直接决定着胶片的机械性能，而且还影响着胶片的照相性能，因而是感光材料的基本原料。片基必须高度透明，除特殊要求外，应是无色的，具有平坦光洁的表观质量、较好的机械强度，不易变形，对热、光和冲洗用化学药品稳定，以及不影响感光层的性能等。最早的片基为干板玻璃，其后改为硝酸纤维素（NC），现在广泛采用的有以下两类：纤维素酯(TAC)片基，如硝酸纤维素酯片基和三醋酸纤维素酯片基；聚酯(PET)片基，如聚对苯二甲酸乙二醇酯片基(涤纶片基)和聚碳酸酯片基。硝酸纤维素酯片基由于易燃，在20世纪40年代被安全的三醋酸纤维素酯片基所代替，一直沿用至今，是目前使用最广泛的片基材料。后来投产的 聚酯片基具有几何尺寸稳定、柔韧性好、耐折、耐湿、耐寒等优点，尤其符合高室摄影、照相制版、X光胶片、录音磁带和窄画面电影胶片使用的需要，具有广阔的发展前途。目前，除三醋酸纤维素片基仍被大量使用以外，聚酯片基也已广泛用于各种技术胶片，还部分用于电影胶片。

4.1 三醋酸纤维素酯片基

三醋酸纤维素酯片基制造主要由两个工序来完成：一个是棉胶液制备，即把三醋酸纤维素酯、溶剂和增塑剂在一定条件下混溶成黏稠的棉胶液；另一个是流涎成型，即通过流延机将棉胶液流涎成一定厚度的薄膜，干燥后成型。在三醋酸片基中适量地加入增塑剂，能改善片基的柔性和抗寒性能。三醋酸纤维素薄膜由于不产生对人体有害的射线，因而问世后大受欢迎，更因质量迅速提高，生产技术日益成熟，

第 3 页

精细化工课程论文

成本显著下降，近年来生产规模和市场发展极为迅速。

三醋酸纤维素酯在保存过程中释放出的醋酸气体对片基的降解会产生自催化作用，从而加速三醋酸纤维素酯的分解，最后危及到胶片片基及所记录的影像信息等的安全。目前，对于三醋酸纤维素片基胶片的保存也引起了研究者的关注。如赵鹏研究了霉菌对三醋酸纤维素片基胶片的危害程度。发现霉菌在高温高湿下可直接造成乳剂层的脱落，使影像丢失。在较低的温、湿度下，霉菌的破坏具有一定的隐蔽性，能产生长期的危害。相比之下，在适宜霉菌生长的温、湿度极限以上，霉菌的影响远远大于自然老化。而且霉菌和“醋酸综合症”之间具有一定的相互促进作用，给胶片的安全带来更大的威胁。目前，国内醋酸纤维素总需求量约十几万吨。用于感光材料的仅占其中很少一部分，而且近年来电影市场不十分景气，所以总需求量增长并不大。但是，有关这方面的研究仍然吸引着不少的研究工作者。一方面研究者更多的是采用新型合成，以期降低生产成本。如通过均相法合成的醋酸纤维素，其乙酰基的分布情况与传统产品相同，但是分布更加均匀。由于取代基分布的不同，均相合成的醋酸纤维素与传统非均相方法合成的产品在性质上有较大的差异，其结晶度降低明显，热性质也 有较大的改变。另一方面，则是开发新型的醋酸纤维素，如采用竹纤维生产醋酸纤维素，但目前有关这方面研究主要是应用于纺织工 业，应用于感光材料的报道几乎空白。 4.2 聚酯片基

合成聚酯主要采用对苯二甲酸与乙二醇的直接酯化法和对苯二甲

第 4 页

精细化工课程论文

酸二甲酯(DMT)与乙二醇的酯交换法，其中对苯二甲酸与环氧乙烷(EO)直接酯化法只在日本有工业化规模的装置。直接酯化法具有原料消耗低、反应时间短等优势，目前是聚酯的主要工艺和首选技术路线。聚对苯二甲酸乙二醇酯用于片基的涤纶树脂的特性黏度为0.57～0.59，涤纶片基具有尺寸稳定性好、耐寒性好、韧性好、吸湿性、平整度高、透明度好等特点。因此近年来逐步取代了部分三醋酸纤维片基作胶片的支持体。它特别适应于高速、高空、高寒地区摄影，高温快显冲洗加工工艺。近年来随着聚酯应用日益广泛，对其生产工艺研究取得了 许多可喜的成果，如对于直接酯化法生产工艺的改进、工艺条件的优化、PTA法反应精馏工艺模拟以及DMT酯交换法的改进等。赵国胜等利用过程模拟软件Aspen Plus对直接酯化合成聚对苯二甲酸乙二醇酯单体的反应精馏工艺模拟，结果表明，反应精馏工艺比传统的多釜串联工艺具有较高的酯化率和选择性，同时简化了流程。

国外对这方面的研究较之国内要多，如美国专利6380348则介绍了一种以钛氧基草酸锂为催化剂，快速反应合成出来的聚酯，具有极好的色彩性能。Th. Rieckmann等研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯的动力学过程和传质过程。获得了酯交换反应动力学和含水形成动力学。传质过程可以采用Fick定律和扩散模型来描述，扩散系数随温度而变，缩聚度对过程现象有较好的解释。专利CN200410045917.X提供了一种照相感光材料用双轴拉伸层压聚酯膜的制造方法。该聚酯层压片基透明性、制造加工性良好。也有对生产工艺的研究报道，如陈增强等研究了涤纶片基拉膜生产线数据库系统设计与实现，所建立的系统已

第 5 页

精细化工课程论文

成为生产线过程的管理控制一体化的重要组成部分。这些研究都极大的推动了聚对苯二甲酸乙二醇酯的研究。但是，对于其应用于片基的研究近年来见于报道的并不多，同时，涤纶片基尚存在静电大、不易粘接、底层要求特殊处理等缺点，有关这些方面的研究将是科研工作者今后亟待解决的问题。 4.3 聚碳酸酯片基

聚碳酸酯，英文名称为Polycarbonate(简称PC)，是一种性能优良的热塑性工程塑料，应用最多的是双酚A型聚碳酸酯。一般可作为透明材料使用，还可与其它树脂共混形成聚碳酸酯共混物或聚碳酸酯合金，使之性能改善。聚碳酸酯工业化生产工艺主要分为两大类。第一类是使用光气的生产工艺。第二类是完全不使用光气的生产工艺。非光气酯交换熔融缩聚法工艺具有全封闭、无副产物、基本无污染等特点，从根本上摆脱了有毒原料光气，而且碳酸二苯酯的纯度进一步提高，对聚合更有利，是聚碳酸酯工艺的发展方向，将在未来聚碳酸酯生产中逐渐占据主导地位。 4.4 展望

感光材料具有如技术密集、资金密集、技术保密等有别于其它精细化工产品的特性，因此，生产厂家高度集中。感光材料的发展趋势是彩色片的生产大大超过了黑白片；涤纶片基与三醋酸纤维系片基同时并存。其中片基材料中以涤纶片基的研究受到更多的关注，一方面是涤纶片基的生产工艺有一定的提升空间；另一方面是因为对涤纶片基进行适当的化学改性，如防卷曲性，可大大提高其性能。聚碳酸酯片

第 6 页

精细化工课程论文

基的研究尚不完善，有待于科研工作者进行进一步的研究，以开拓其在感光材料片基领域的应用。 五、感光材料的重要作用

随着现代科学技术的飞速发展，感光材料在科学、技术、文化、教育、卫生、工业、农业、国防等各个领域都得到了越来越广泛的应用，发挥越来越重要的作用。

5.1 感光材料在电影制作中的应用

黑白电影，彩色电影（多层法和染印法），标准银幕电影，宽银幕电影，全景电影，环景电影，立体电影等都使用黑白和彩色电影胶片。 5.2 感光材料在民用和专业照相中的应用

黑白照相，彩色照相，一次成像照相，$%&照相系统照相等使用相应的黑白照相胶卷和黑白照相纸，彩色照相胶卷和彩色照相纸，一次成像胶卷和纸及APS胶卷等。 5.3 感光材料在医疗诊断中的应用

普通医学X线摄影：胸科照相，骨科照相，乳腺照相，牙科照相等使用感蓝和感绿医用X线胶片。特种医学X线摄影：DSA（数字减影血管造影术），CT计算机(线断层照相），NM（核子医学照相），US（超声照相），MRI（磁共振影像照相），CRT/Video照相等使用CT胶片，医用激光影像胶片 （氦氖激光、半导体红激光、红外激光），CRT/Video胶片 （医用荧光缩影胶片和医用间接摄影胶片）等。

计算机X线摄影（CR）系统使用IP成像版，医用激光影像胶片，医用干式影像胶片，热敏胶片和热敏纸等等。

第 7 页

精细化工课程论文

5.4 感光材料在印刷出版业中的应用

印刷出版技术经历了由铅字排版印刷-照相制版印刷-电脑排版印刷-电脑直接制版印刷的发展历程。印刷方法有凸版印刷，凹版印刷和平版印刷胶印）、丝网印刷等多种。

为适应印刷出版技术发展的需要，从照相制版印刷到电脑排版和电脑直接制版印刷的各个发展阶段，都有相应的感光材料为之应用。 银盐印刷感光材料：照相制版胶片，拷贝胶片（暗室拷贝和明室拷贝），电子分色胶片，激光照排胶片 （氦氖激光，半导体红激光和红外激光)等。非银盐印刷感光材料：PS版（又称预涂感光版， 分阳图和阴图），柔性树脂版，光致抗蚀干膜等。电脑直接制版（CTP）系统用印刷感光材料：银盐体系—银盐PS版（铝基或聚酯片基），银盐扩散转移版（聚酯片基或纸基）。非银盐体系—有机光导体（OPC）电子照相材料，光致高分子材料，热敏树脂等。 5.5 感光材料在航空、航天摄影中的应用

航空测量照相，高空侦察照相，卫星遥感照相等适用于军事侦察、大地测量、资源勘探、地理信息遥感摄影等，使用黑白航空胶片，彩色航空胶片，红外航空胶片，红外彩色航空胶片，航天胶片等。 5.6 感光材料在半导体集成电路、印刷电路制作中的应用

在大规模、超大规模集成电路制作中使用各种超微粒干版，在印刷电路制作中使用光致抗蚀干膜当掩膜版使用；使用光刻胶在不同尺寸（6英寸、8英寸、12英寸等）硅片上光刻集成电路。

除此之外，感光材料在金属学、结晶学、医学、生物学、水利工程、

第 8 页

精细化工课程论文

桥梁结构、建筑设计、天文学研究等方面也有十分重要的作用。 六、感光材料的发展动向

6.1 银盐产品和数字成像相互并存, 共同发展

传统的银盐成像系统经过了 150 多年的发展, 技术已经相当成熟,成像质量高, 价格便宜, 全球传统相机的持有量近 10 亿台, 中国传统相机的持有量大约在 4000 万- 5000 万台, 照相技术已被广泛接受和传播, 是一个成熟的行业, 具有雄厚的市场基础和广泛的应用领域。数字相机具有不用胶片、不需化学加工、易于长久储存、即时编辑和传递图像等优点, 是一个新兴的产业, 充满生机和活力。二者各自优缺点明显。根据对传统照相与数字照相系统各自特性的比较可知, 虽然数字成像技术发展迅速, 但在 10- 20 年之内全面取代传统照相是不可能的, 特别是在中国市场。因此, 未来10 年内, 传统银盐成像、数字成像在中国市场的关系只能是相互并存、共同发展和互相融合, 并在不同的细分市场领域发挥各自的优势。数字成像的普及需要一个过程, 这个过程的长短以及二者如何共存和渗透, 都将取决于技术的发展和市场的培育。柯达公司前总裁费契尔预测中国市场;“在未来 10 年, 绝大多数人将继续使用胶片拍摄, 并像现在一样将胶片送到冲扩店冲印。但用户可以选择数字服务、电子相册服务或者在家里的电脑上打印照片。我们决不能忽视传统的产品-- 胶片、相纸和加工药品, 这些产品依然有较强的生命力, 应不断革新并使之处于领先地位”。

6.2 传统银盐照相与数字成像的结合是将来的趋势

第 9 页

精细化工课程论文

传统银盐成像与数字成像各自具有不可替代的功能和优势, 又各自有很难克服的缺陷, 将二者有机结合, 既保留传统银盐照相的高质量、低成本, 又吸引数字成像的易储存、易编辑及易传输等优点, 这是未来照相的趋势。柯达公司与因特尔公司联合推出的 Picture CD, 依托现有的照相加工体系, 成为连接传统照相和数字成像的桥梁。1998 年美国提供数字成像服务的照相专卖店比率为77% , 1999 年达到 85%, 而1992 年这一比率仅为25% , 数字成像服务在美国市场成长很快。用银盐相机拍摄数字影像的技术曾在 1998 年公开报道过, 目前有望实现这一设想的厂家有Imagek 公司、菲利浦公司和柯达、因特尔公司等, 有的公司正在研制电子胶片和数字暗盒。此产品 一旦研制成功, 将其插到普通 35mm 银盐相机中就可以拍摄数字影像。

另外非银盐感光材料由于因资源的短缺也逐步发展起来，目前已在感光材料工业中形成了一个独立的分支。 七、总结

我国的感光材料起步较晚，相对于发达国家来说较为落后，但我国广大技术开发人员自力更生、奋发图强，积极引进国外先进技术，目前取得了很大的进步，相信在不久的将来，我国的感光材料行业终会在国际社会大放光彩。 八、参考文献

[1] 宋启煌. 精细 化 工工 艺 学 [M]. 北 京: 化学 工 业 出版 社,2003,317-322.

第 10 页

精细化工课程论文

[2] 安家驹,王伯英编.实用精细化工辞典[M].北京:轻工业出版社, 1989,948-957.

[5] 赵鹏,叶正梗.三醋酸纤维素酯片基缩微胶片“醋酸综合症”的 监测及其保护对策[J].影像技术,2005,(2):35-39.

[6] 赵鹏.霉菌对三醋酸纤维素片基胶片影响的试验研究[J].档案 学通讯,2000,(3):58-60.

[7] 张丹,姚洁,王越等.聚对苯二甲酸乙二醇酯合成的研究进展 [J].现代化工,2006,26(增刊):80-83.

[8] 唐永良.聚对苯二甲酸乙二醇酯合成催化剂研究进展[J].合成 纤维, 2006,(7):19-22.

第 11 页