黑白感光材料的制备第1节明胶.ppt

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。 Date1 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。 Date2 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 Date3 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 Date4 R1 O R2 O HNCCN CCOH + H2O H H H H 3.明胶 多个肽键相连，形成分子量大分子 。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 Date5 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 Date6 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 Date7 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。 Date8 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 Date9 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。 Date10 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。 Date11 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2225C，熔点30 40C。 照相明胶：4%的明胶溶液的凝固点不低于28C ，熔点不低于38C。 Date12 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。 Date13 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 Date14 1 .照相明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； Date15 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； 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 Date16 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