第3章-黑白感光材料的制备-第1节-明胶课件

第一节 明胶明胶是制造感光材料的基本原料，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；感光乳剂的重要组成部分；1871年，年，麦道克斯麦道克斯首次用明胶制首次用明胶制作感光乳剂。作感光乳剂。用作卤化银乳剂的分散体和成膜材料；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。目前尚无其他物质可以替代。6/16/20241第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶第一节 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一、明胶的组成一、明胶的组成1.1.胶原胶原一种天然蛋白质分子一种天然蛋白质分子相对分子量略小于相对分子量略小于3030万万胶原大分子呈圆棒状胶原大分子呈圆棒状2.2.胶原的降解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：不可逆的断裂，转化为明胶；转化包括两个基本过程：共价键的水解断裂共价键的水解断裂热变性过程热变性过程6/16/20242第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶一、明胶的组成1.胶原8/9/20232第三章 卤化银和明胶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，其所有单体组分酸（如甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸等）组成，其所有单体组分均为均为 氨基酸，氨基酸，氨基酸结构如下：氨基酸结构如下：NH2 R CH COOH RH或有机原子团或有机原子团。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。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二、明胶大分子的结构和组分6/16/20243第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶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（R1 O R2 O HNCCN CCOH+H2O H H H H 3.明胶明胶 多个肽键相连，形成分子量在多个肽键相连，形成分子量在1500025000015000250000的大分子。的大分子。示意图如下：示意图如下：R H2 N CH COOH 明胶是一种由各种明胶是一种由各种不同分子量的蛋白质不同分子量的蛋白质所组成的均一所组成的均一混合体。混合体。肽键肽键6/16/20244第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶 三、照相明胶的制备 动物（牛、猪、骆驼等）的皮和骨。动物（牛、猪、骆驼等）的皮和骨。皮胶皮胶骨胶骨胶我国常用的是照相骨胶。我国常用的是照相骨胶。1.原料6/16/20245第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶三、照相明胶的制备 1.原料8/9/20235第三章制备骨胶时，首先选料、粉碎，然后用酸处理制备骨胶时，首先选料、粉碎，然后用酸处理掉骨中的掉骨中的磷酸钙磷酸钙，剩下的，剩下的骨胶原骨胶原的处理方法有的处理方法有三种：三种：碱法制胶碱法制胶（整体性能优于酸法）（整体性能优于酸法）酸法制胶酸法制胶（染色性好）（染色性好）酶法制胶酶法制胶（成本高，难控制）（成本高，难控制）目前感光材料生产中，大量使用的方法是目前感光材料生产中，大量使用的方法是碱法碱法制胶。制胶。2.制备方法6/16/20246第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶制备骨胶时，首先选料、粉碎，然后用酸处理掉骨中的磷酸钙，剩下 碱法制胶过程选料和粉碎；选料和粉碎；脱脂脱脂 油脂影响亲水性，用有机溶剂法或热溶法脱脂；油脂影响亲水性，用有机溶剂法或热溶法脱脂；浸（盐）酸浸（盐）酸 用用3 34 4的盐酸处理，除掉碳酸钙、磷酸钙、的盐酸处理，除掉碳酸钙、磷酸钙、磷酸镁等矿物质；磷酸镁等矿物质；浸灰浸灰 骨胶原不溶于水，可在石灰水中水解为明胶；骨胶原不溶于水，可在石灰水中水解为明胶；中和中和 石灰水为碱性，中和至酸性；石灰水为碱性，中和至酸性；蒸煮提取（熬胶）蒸煮提取（熬胶）分段升温，前三批用作照相明胶；分段升温，前三批用作照相明胶；过滤、真空浓缩、冷却、干燥。过滤、真空浓缩、冷却、干燥。6/16/20247第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶 碱法制胶过程选料和粉碎；8/9/20237第三章 卤 1.明胶的等电点明胶分子链末端和侧链都含有碱性氨基（明胶分子链末端和侧链都含有碱性氨基（NHNH2 2）和）和 酸性酸性羧基（羧基（COOHCOOH），具有），具有两性电解质特性两性电解质特性。明胶水溶液明胶水溶液pHpH，介质呈碱性，羧基以，介质呈碱性，羧基以COOCOO 存在，明胶存在，明胶分子带负电；分子带负电；pHpH，介质呈酸性，氨基以，介质呈酸性，氨基以NHNH3 3+存在，明胶分存在，明胶分子带正电。故，在某个子带正电。故，在某个pHpH值，分子中正负电荷相等，这个值，分子中正负电荷相等，这个pHpH值即该明胶的等电点。值即该明胶的等电点。碱法胶等电点：碱法胶等电点：pHpH为为 4.75.2 4.75.2酸法胶等电点：酸法胶等电点：pHpH为为 7.09.0 7.09.0明胶的等电点特性：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。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6/16/20248第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶 1.明胶的等电点明胶分子链末端和侧链都含有碱性氨基（2.水溶液的粘度a.a.明胶水溶液具有很高的粘度，它与明胶水溶液具有很高的粘度，它与pHpH值、温度和浓值、温度和浓度有关。度有关。b.b.等电点时，明胶水溶液粘度最低。等电点时，明胶水溶液粘度最低。c.c.温度越高，粘度越低；浓度越高，粘度越大。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.a.加入某些在水中溶解度大的无机盐或亲水性有机物，明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。胶会凝聚沉降，蛋白质分子凝聚。b.b.高聚物凝聚剂和明胶生成不溶性络合物，使其凝聚。高聚物凝聚剂和明胶生成不溶性络合物，使其凝聚。C.C.挤压涂布法制作浓缩乳剂。挤压涂布法制作浓缩乳剂。6/16/20249第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶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4.4.明胶吸水膨胀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。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：影响吸水膨胀的因素有：a.a.胶的种类：骨胶吸水膨胀好；胶的种类：骨胶吸水膨胀好；b.b.温度温度，吸水膨胀吸水膨胀；温度不变，等电点；温度不变，等电点吸水膨胀最小吸水膨胀最小c.pHc.pH为为2.52.5时，吸水膨胀达到最大值时，吸水膨胀达到最大值；d.d.强酸介质中吸水膨胀很快；强酸介质中吸水膨胀很快；e.e.中性盐类（中性盐类（MgSOMgSO4 4、NaNa2 2SOSO4 4）可抑制吸水膨胀。）可抑制吸水膨胀。6/16/202410第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶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 5.明胶凝固与熔化凝点（冻点）：冷却凝固成胶冻时的温度。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。熔点：胶冻加热熔化为溶液时的温度。10%10%的明胶溶液的凝固点的明胶溶液的凝固点222225C25C，熔点，熔点303040C40C。照相明胶：照相明胶：4%4%的明胶溶液的凝固点不低于的明胶溶液的凝固点不低于28C28C，熔点不低于，熔点不低于38C38C。6/16/202411第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶 5.明胶凝固与熔化凝点（冻点）：冷却凝固成胶6.明胶的坚膜性能明胶熔点为明胶熔点为30C30C左右，加工时易熔化，故需坚膜。左右，加工时易熔化，故需坚膜。明胶与明胶与AlAl盐、盐、CrCr盐或某些有机化合物如醛类、酮类盐或某些有机化合物如醛类、酮类等发生交联反应，生成稳定而牢固的等发生交联反应，生成稳定而牢固的多肽键三维网多肽键三维网，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。度。明胶的这种作用称为坚膜作用。能使明胶产生能使明胶产生坚膜作用的物质称为坚膜剂。坚膜作用的物质称为坚膜剂。6/16/202412第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶6.明胶的坚膜性能明胶熔点为30C左右，加工时易熔化，故需五、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6/16/202413第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶五、照相明胶的作用照相明胶在感光材料中的作用8/9/2023 1.照相明胶在感光材料中的作用a.a.卤化银晶体必须在彼此不相接触、分离时，才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，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，必须依且卤化银自身也无法均匀涂布在片基上，必须依靠明胶的靠明胶的保护作用保护作用，使乳化阶段形成的卤化银微，使乳化阶段形成的卤化银微晶体晶体均匀分散均匀分散；b.b.坚膜作用坚膜作用可提高感光材料乳剂层的熔点，提高可提高感光材料乳剂层的熔点，提高机械强度和柔韧性；机械强度和柔韧性；c.c.在潜影形成过程中，照相明胶是在潜影形成过程中，照相明胶是卤素的受体卤素的受体，它可与卤素结合生成它可与卤素结合生成稳定产物稳定产物；6/16/202414第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶 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d.d.明胶与银离子形成络合物，分解物硫化银和银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；具有增感作用；e.e.染色作用染色作用(对带负电荷的酸性染料的物理吸附对带负电荷的酸性染料的物理吸附)；f.f.合适的浓度有利于控制乳剂感光度；合适的浓度有利于控制乳剂感光度；g.g.作为成膜材料时，使照相乳剂获得粘度，作为成膜材料时，使照相乳剂获得粘度，有利有利于乳剂的涂布、凝固和干燥于乳剂的涂布、凝固和干燥；h.h.良好的良好的吸水膨胀性能吸水膨胀性能，利于药液渗透，便于显，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；影、定影和水洗等冲洗加工过程的进行；i.i.促进乳剂颗粒及促进乳剂颗粒及感光中心感光中心的形成；的形成；j.j.明胶中微量杂质的作用。明胶中微量杂质的作用。照相明胶在感光材料中的作用6/16/202415第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶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；精品课件精品课件！6/16/202416精品课件！8/9/202316精品课件精品课件！6/16/202417精品课件！8/9/2023172.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；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；这些杂质随着胶原蛋白的降解而产生；A.A.无机硫化合物：无机硫化合物：增加感光度，过多产生灰雾和减感；增加感光度，过多产生灰雾和减感；B.B.有机硫化合物：有机硫化合物：易变硫，造成感光度下降和灰雾增长易变硫，造成感光度下降和灰雾增长;C.C.醛类：醛类：降低感光度，增加灰雾；降低感光度，增加灰雾；D.D.核酸及其降解产物：核酸及其降解产物：抑制卤化银晶体的成长，在化学成熟中，抑制卤化银晶体的成长，在化学成熟中，能抑制乳剂的灰雾；能抑制乳剂的灰雾；E.E.金属离子金属离子钙离子过高，抑制硫代硫酸钠的增感作用；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；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；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。铜离子、砷离子严重降低感光度。6/16/202418第三章第三章 卤化银和明胶卤化银和明胶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