论文部分内容阅读
光热敏微胶囊材料可作为新型显色类平面媒质,在环保节能前提下实现高分辨率光、热信息记录与影像复现。光热敏微胶囊材料的实用化决定于其光、热信息记录效率。本论文在利用界面聚合方法制备不同粒径微胶囊信元的前提下,通过对热敏显色、光引发聚合体系设计和优化,提高了微胶囊信元的热、光信号响应效率,着重对微胶囊信元内热敏成色反应和光敏引发聚合机制进行了研究。主要研究工作如下:1、针对不同分辨率信息记录的需要,通过分析剪切乳化阶段和界面聚合过程中油/水相黏度、剪切时间、界面聚合温度及剪切环境对微胶囊粒径分布的影响,确定了1、10、20微米粒径光热敏微胶囊信元的制备方法,优化调整囊壁-囊芯尺度比例达到1:16;首次获得了光热敏微胶囊界面聚合反应随界面聚合时间、反应温度的变化规律,发现随反应温度提高,聚脲囊壁的缩聚程度显著加快。所获得的微胶囊信元可适用于不同分辨率光、热信息记录领域。2、给出了热敏染料前体ODB-2、CK-16与显色剂D-8接触发色机制,据此设计了在微胶囊外分散微米粒径低熔点D-8显色剂团簇、微胶囊内包覆高熔点热敏染料前体的微胶囊信元包覆方式。对比分析、并确定ODB-2微胶囊的热响应速率、所成色彩及影像对比度均优于CK-16微胶囊,可满足实用要求。3、在热敏微胶囊成像方面,优选热敏微胶囊材料热显色温度范围为130℃-180℃;通过影像密度评价方法发现微胶囊热响应速率突变温度为130℃,给出了影像密度随显影温度、显影时间的变化,确定了热显影的最佳参数。利用温变红外光谱手段,给出了在热敏显示中热敏涂层内D-8团簇熔融、转变为高活性单分子态,进而热扩散实现显色的过程;显微分析表明成色反应发生在微胶囊信元内部。4、在微胶囊材料光敏响应功能设计中,根据光聚合反应特点,提出光引发剂TPO和ITX复配作为微胶囊内光敏体系的引发物质,提高了引发剂对光源辐射能量的利用率。首次表征了光热敏微胶囊内光信息记录过程,曝光后微胶囊内光敏体系在光引发剂自由基引发下,发生了C=C双键打开并交联形成固态高聚物网络的反应。得到了微胶囊囊壁、热敏染料前体、光引发剂种类对微胶囊固化交联程度的影响,发现竞争吸收降低了引发剂自由基量子产率。5、在光热微微胶囊材料的热显影方面,热重分析表明囊芯固化物的热分解温度为195℃,高于热显色的有效温度范围130~180℃,囊芯固化网络形成的潜影在热显色中具有稳定性。通过囊芯固化物网络对热敏染料前体的限制,不同曝光时间下热显影形成了影像密度梯度,曝光20s后光热敏微胶囊材料的影像密度反差达到0.25,保证了光信息记录的快捷性。在工艺技术方面,本文对光热敏微胶囊材料的发色色调、微胶囊信元粒径对影像密度的影响进行了分析,并通过对显色剂微胶囊化,降低了微胶囊材料在保存中出现的灰雾密度。综上,本文制备的光热敏微胶囊体系可在微胶囊信元内实现光、热信号响应与记录:本文所得结果可为开发适合数字信息记录与复现的高分辨率、多色热敏\光热敏微胶囊平面媒质材料提供依据。