Капсуляция

Современные светочувствительные материалы, представляющие собой полимерную основу с нанесенными на нее эмульсионными и вспомогательными слоями, обладают способностью накапливать статическое электричество в процессе эксплуатации. Защита фильмовых материалов от возникновения зарядов статического электричества всегда была актуальной и важной проблемой. Статическое электричество на светочувствительных слоях может возникать по целому ряду причин, таких как, пониженная влажность воздуха; большие скорости перемотки пленки в съемочной и проекционной аппаратуре; технологические параметры изготовления фотографического материала; неоптимальные условия хранения и эксплуатации. Задача устранения электризуемости пленок на весь период их изготовления и эксплуатации с сохранением оптических и физико-механических свойств материала до сих пор остается весьма актуальной [22].

Защита полимерных материалов от статического электричества осуществляется различными как физическими, так и химическими способами.

К физическим способам относятся ионизация воздуха, уменьшение коэффициента трения, заземление оборудования, создание соответствующего температурно-влажностного режима в помещении, где проводится работа с пленкой. К химическим способам относится использование различных электропроводящих покрытий или антистатическая обработка поверхности изделий. В качестве антистатиков могут быть использованы различные органические или неорганические вещества, обладающие ионной или электронной проводимостью.

В последние десятилетия в практике производства фотоматериалов достаточно широко используется способ создания микрошероховатости на поверхности защитных слоев фотоматериалов путем введения полимерных частиц малых размеров, благодаря которым предотвращается тесный контакт между витками пленки, находящейся в рулоне, например, применяя при производстве пленок высокодисперсную полимерную суспензию полиметилметакрилата (ПММА) [23].

Перед введением суспензии требуется тщательное диспергирование системы во избежание образования агрегатов в растворах защитного (или вспомогательного) слоя и тщательная фильтрация перед поливом. Недостатком этого метода являлась определенная мутность среды и, как следствие этого, снижение разрешающей способности.

Применение частиц типа «ядро-оболочка» с различным строением поверхности позволило снизить напряженность электрического поля, без ухудшения фотграфических свойств светочувствительного материала [22].

В качестве перспективного наполнителя внимание привлекают наночастицы оксида цинка. Особый интерес к ним вызван их оптическими свойствами, то есть проявлением фотолюминесценции, возникающей за счет природы связи между атомами и параметров кристаллической решетки. В настоящее время существует несколько способов получения наночастиц оксида цинка. Наиболее известными и изученными являются: гидротермальный метод, химическая конденсация, термическое разложение и гидролиз солей цинка в спиртовом растворе[10]. К недостаткам такого наполнителя можно отнести нестойкость к действию кислот и щелочей, при этом развитая поверхность лишь способствует ускорению этих процессов.

Избежать подобных явлений позволяет капсуляция частиц оксида цинка в полимере.

Формирование полимерных микросфер с иммобилизированными на их поверхности наночастицами оксида цинка может происходить в несколько этапов. Первый состоит в получении устойчивой дисперсии наночастиц оксида цинка в углеводороде, поверхность которых характеризуется определенным гидрофильно-липофильным балансом, обеспечивающим им поверхностно-активные свойства. Второй этап предполагает обеспечение устойчивости микрокапель мономера, содержащих наночастицы оксида цинка в поверхностном слое полимерных частиц. Для этого в систему добавляют цетиловый спирт и додецилсульфат натрия, способные образовывать в межфазном слое жидкокристаллические пленки – структурно-механический фактор стабилизации. При этом межфазное натяжение существенно снижается. На третьем этапе проводят полимеризацию с инициированием на границе раздела фаз персульфатом калия, и образующийся полимер осаждается в поверхностном слое, поскольку вода является осадителем полимера [10].

Применяя в качестве носителя частицы магнетита, возможно получение магнитных жидкостей, которые широко используются в качестве термосенсоров [24]. При этом, эксплуатационные показатели таких сенсоров превосходят свойства уже применяемых.

Перспективной областью применения частиц типа «ядро-оболочка» является получение нанокомпозитных гелей. Подобный гель может использоваться в качестве молекулярного сита в фармацевтической промышленности, в медицине, в качестве агента при анализе наркотических веществ. Вводя в состав таких гелей капсулированные частицы магнетита, возможно получение материала, свойства которого изменяются под действием электромагнитного поля [25], [26].