黑白感光材料的制备第1节明胶.ppt

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1、2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,1,第三章 黑白感光材料的制备,熟悉明胶的结构和组分；了解明胶的物理化学特性；掌握明胶在感光材料中的作用。掌握物理成熟、化学成熟的内容；熟悉感光材料的制作过程。,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,2,第一节 明胶,明胶是制造感光材料的基本原料，感光乳剂的重要组成部分；1871年，麦道克斯首次用明胶制作感光乳剂。用作卤化银乳剂的分散体和成膜材料；目前尚无其他物质可以替代。,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,3,一、明胶的组成,1.胶原一种天然蛋白质分子相对分子量略小于30万胶原大分子呈圆棒状2.胶原的降解胶原纤维在温和的降解作用下，胶原纤

2、维的结构发生不可逆的断裂，转化为明胶；转化包括两个基本过程：共价键的水解断裂热变性过程,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,4,1.明胶是高分子蛋白质类物质，其大分子由约二十余种氨基酸（如甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸等）组成，其所有单体组分均为氨基酸，氨基酸结构如下：NH2 R CH COOH RH或有机原子团。2.肽键：一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基反应而成。R1 O R2 O HN CCOH+HNCCOH H H H H,二、明胶大分子的结构和组分,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,5,R1 O R2 O HNCCN CCOH+H2O H H H H 3.明胶 多个肽键相连，

3、形成分子量在15000250000的大分子。示意图如下：R H2 N CH COOH 明胶是一种由各种不同分子量的蛋白质所组成的均一混合体。,肽键,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,6,三、照相明胶的制备,动物（牛、猪、骆驼等）的皮和骨。皮胶骨胶我国常用的是照相骨胶。,1.原料,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,7,制备骨胶时，首先选料、粉碎，然后用酸处理掉骨中的磷酸钙，剩下的骨胶原的处理方法有三种：碱法制胶（整体性能优于酸法）酸法制胶（染色性好）酶法制胶（成本高，难控制）目前感光材料生产中，大量使用的方法是碱法制胶。,2.制备方法,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,8

4、,碱法制胶过程,选料和粉碎；脱脂 油脂影响亲水性，用有机溶剂法或热溶法脱脂；浸（盐）酸 用34的盐酸处理，除掉碳酸钙、磷酸钙、磷酸镁等矿物质；浸灰 骨胶原不溶于水，可在石灰水中水解为明胶；中和 石灰水为碱性，中和至酸性；蒸煮提取（熬胶）分段升温，前三批用作照相明胶；过滤、真空浓缩、冷却、干燥。,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,9,1.明胶的等电点,明胶分子链末端和侧链都含有碱性氨基（NH2）和 酸性羧基（COOH），具有两性电解质特性。明胶水溶液pH，介质呈碱性，羧基以COO存在，明胶分子带负电；pH，介质呈酸性，氨基以NH3+存在，明胶分子带正电。故，在某个pH值，分子中正负电荷相

5、等，这个pH值即该明胶的等电点。碱法胶等电点：pH为 4.75.2酸法胶等电点：pH为 7.09.0明胶的等电点特性：等电点时，明胶既带正电，又带负电，具有最大的分子内聚力，故明胶此时粘度最低，吸水性最小，表面张力最低，膨胀程度最小，熔点最高。,四、明胶的物理化学特性,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,10,2.水溶液的粘度,a.明胶水溶液具有很高的粘度，它与pH值、温度和浓度有关。b.等电点时，明胶水溶液粘度最低。c.温度越高，粘度越低；浓度越高，粘度越大。,3.明胶水溶液的凝聚性,a.加入某些在水中溶解度大的无机盐或亲水性有机物，明胶会凝聚沉降，蛋白质分子凝聚。b.高聚物凝聚剂和明

6、胶生成不溶性络合物，使其凝聚。C.挤压涂布法制作浓缩乳剂。,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,11,4.明胶吸水膨胀,明胶亲水，溶于温水，冷水中溶解少，吸水膨胀成胶状，具多孔性，便于乳剂制备药液渗透。影响吸水膨胀的因素有：a.胶的种类：骨胶吸水膨胀好；b.温度，吸水膨胀；温度不变，等电点吸水膨胀最小c.pH为2.5时，吸水膨胀达到最大值；d.强酸介质中吸水膨胀很快；e.中性盐类（MgSO4、Na2SO4）可抑制吸水膨胀。,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,12,5.明胶凝固与熔化,凝点（冻点）：冷却凝固成胶冻时的温度。熔点：胶冻加热熔化为溶液时的温度。10%的明胶溶液的凝固点2

7、225C，熔点3040C。照相明胶：4%的明胶溶液的凝固点不低于28C，熔点不低于38C。,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,13,6.明胶的坚膜性能,明胶熔点为30C左右，加工时易熔化，故需坚膜。明胶与Al盐、Cr盐或某些有机化合物如醛类、酮类等发生交联反应，生成稳定而牢固的多肽键三维网，使明胶熔点显著提高，减少吸水膨胀，增加机械强度。明胶的这种作用称为坚膜作用。能使明胶产生坚膜作用的物质称为坚膜剂。,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,14,五、照相明胶的作用,照相明胶在感光材料中的作用照相明胶中的微量活性杂质的作用,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,15,1.照相明

8、胶在感光材料中的作用,a.卤化银晶体必须在彼此不相接触、分离时，才不会因碰撞、聚集而沉降，才能形成清晰影像，且卤化银自身也无法均匀涂布在片基上，必须依靠明胶的保护作用，使乳化阶段形成的卤化银微晶体均匀分散；b.坚膜作用可提高感光材料乳剂层的熔点，提高机械强度和柔韧性；c.在潜影形成过程中，照相明胶是卤素的受体，它可与卤素结合生成稳定产物；,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,16,d.明胶与银离子形成络合物，分解物硫化银和银具有增感作用；e.染色作用(对带负电荷的酸性染料的物理吸附)；f.合适的浓度有利于控制乳剂感光度；g.作为成膜材料时，使照相乳剂获得粘度，有利于乳剂的涂布、凝固和干燥

9、；h.良好的吸水膨胀性能，利于药液渗透，便于显影、定影和水洗等冲洗加工过程的进行；i.促进乳剂颗粒及感光中心的形成；j.明胶中微量杂质的作用。,照相明胶在感光材料中的作用,2023/9/19,第三章 卤化银和明胶,17,2.明胶中微量杂质的作用,微量杂质对感光材料的照相性能有很大影响；这些杂质随着胶原蛋白的降解而产生；A.无机硫化合物：增加感光度，过多产生灰雾和减感；B.有机硫化合物：易变硫，造成感光度下降和灰雾增长;C.醛类：降低感光度，增加灰雾；D.核酸及其降解产物：抑制卤化银晶体的成长，在化学成熟中，能抑制乳剂的灰雾；E.金属离子钙离子过高，抑制硫代硫酸钠的增感作用；铝离子、亚铁离子可略微提高感光度，但会引起灰雾；镁离子、铁离子既降感光度，又增大灰雾；铜离子、砷离子严重降低感光度。,