劉 敏，文 軍，劉國輝，李 康

（樂凱醫(yī)療科技有限公司、河北省醫(yī)用影像材料及應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新中心< 籌> 河北 保定 071054）

0 引言

隨著科技的發(fā)展，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在不斷的進(jìn)步，其影像的記錄方式也在不斷的變化，數(shù)字熱敏成像膠片在現(xiàn)在影像記錄中已成為主流，也是目前發(fā)展的趨勢。而數(shù)字熱敏成像膠片主要以TG（熱敏）和PTG（光熱敏）成像材料為主[1]。本文所研究的內(nèi)容針對PG 成像材料。TG 材料的主要組分為羧酸銀，本文所研究的羧酸銀的典型電鏡照片如圖1 所示。

從圖1 可以清晰的看出該羧酸銀顆粒長度在3 ～5 μm之間，粒徑＜1 μm，因此其屬于超細(xì)微粉體[2-3]。由于超細(xì)粉體粒度小，極易產(chǎn)生自發(fā)凝聚，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的聚團(tuán)特性，不論在空氣中還是在液相中均易生成粒徑較大的二次粉體，聚團(tuán)的結(jié)果導(dǎo)致超細(xì)粉體材料性能的嚴(yán)重劣化，另一方面，在復(fù)合材料的制備過程中，由于超細(xì)粉體的這種強(qiáng)烈團(tuán)聚特性和它與復(fù)合基體材料的極性差異，超細(xì)粉體很難均勻地分散在基體材料中形成均質(zhì)復(fù)合材料，使復(fù)合材料的性能難以達(dá)到人們預(yù)期的效果。分散技術(shù)不僅是提高產(chǎn)品（材料）質(zhì)量和性能及提高工藝效率不可缺少，而且是十分重要的技術(shù)手段[4-5]。同時為了得到理想的成像圖像，根據(jù)樂凱集團(tuán)的研究結(jié)果，表明必須將該粉體分散成需要的狀態(tài)，同時為了達(dá)到車間生產(chǎn)的目的，需要得到良好的物化性能。

根據(jù)前期研究的成果，指定了分散使用的溶劑（乙酸乙酯）、聚乙烯醇縮丁醛以及乳化劑，我們在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行分散研究。結(jié)果獲得了一種如何使得羧酸銀超細(xì)微粉體在乳液中分散均勻、保存性能良好、且對于后期涂層性能有良好效能的方法。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑和儀器

試驗所用試劑和儀器分別見表1 和表2。

表1 實驗所用試劑Table 1 Experimental materials

表2 實驗所用儀器Table 2 Experimental apparatus

1.2 羧酸銀粉體的分散及其檢測方法

1.2.3 羧酸銀的分散

分散對象為聚乙烯醇縮丁醛、溶劑、乳化劑以及羧酸銀。該分散步驟設(shè)計為：預(yù)分散—高速剪切—高壓均質(zhì)—出料。在預(yù)分散階段，考慮分散時間、攪拌速度以及分散溫度；在高速剪切階段考慮剪切速度以及時間；均質(zhì)階段考慮循環(huán)均質(zhì)次數(shù)以及均質(zhì)壓力的影響。為了更加科學(xué)地判斷分散效果以及各試驗因素的影響，確定采用正交實驗來進(jìn)行羧酸銀粉體的分散。經(jīng)過全面的考慮，確定分散溫度、高速剪切速度、均質(zhì)次數(shù)和OP 乳化劑用量為本試驗的試驗因素，進(jìn)行四因素正交試驗，各因素均取3 個水平，因素水平表見表3 所示，展開即為9 組實驗，其中的數(shù)據(jù)均為前期實驗摸索而出，同時PVB、乙酸乙酯和羧酸銀按照一定的比例加入。

表3 因素水平表Table 3 Factor level table

按照表3 進(jìn)行羧酸銀的分散實驗，分散結(jié)束后，測試分散液的掃描電鏡、粘度、銀含量；并將分散液用絲棒輥涂在PET 支持體上，觀察涂層的透明度，干燥后然后使用分光密度儀測試涂層的透光率以及大密度D（Fuji3000 打印機(jī)打?。?。

1.3 結(jié)果與討論

1.3.1 分散液掃描電鏡照片

首先測試了9 組分散液的掃描電鏡，照片如圖2 所示。

從圖2 可以看出實驗1、3、5、6 的羧酸銀顆粒有局部團(tuán)聚的現(xiàn)象，其他的分散均勻性較好，顆粒也未表現(xiàn)出明顯的團(tuán)聚。

1.3.2 分散液的銀含量分析

作為銀鹽涂布液，在該體系中其銀量值需要盡可能的高。通過物化測試9 組分散液的銀含量，分別為1.80%、1.83%、1.85%、1.99%、1.99%、1.82%、1.95%、2.02%、1.98%，并將其輸入在正交實驗計劃表實驗結(jié)果中，結(jié)果見表4。

表4 銀含量直觀分析表Table 4 Visual analysis table of silver content

從表4 可以看出影響銀量的主次因素排列為：A ＞D＞B ＞C，優(yōu)選結(jié)果為A3B2C2D3。

1.3.3 分散液涂層的透光率分析

作為分散液，其最終是需要涂制在支持體上成膜的，因此希望透光率越高越好。上述9 組涂層的透光率經(jīng)過物化測試，分別為：73.4%、72.8%、72.9%、73.8%、74.1%、73.7%、73.4%、72.6%、73.3%，并將其輸入在正交實驗計劃表實驗結(jié)果中，結(jié)果見表5。

表5 透光率直觀分析表Table 5 Visual analysis table of transmittance

從表5 可以看出影響涂層透光率的主次因素排列為：A ＞D ＞B ＞C，優(yōu)選結(jié)果為A2B1C3D1。

1.3.4 分散液涂層的大密度分析

在圖像大密度方面，希望得到較大的數(shù)值結(jié)果。通過分光密度儀測試9 組涂層圖像的大密度D 分別為：2.05、2.04、2.9、2.33、2.2、1.51、2.4、2.3、2.85，并將其輸入在正交實驗計劃表實驗結(jié)果中，結(jié)果見表6。

表6 涂層大密度直觀分析表Table 6 Visual analysis table of coating high density

從表6 可以看出影響銀量的因素排列為：C ＞D ＞A＞B，優(yōu)選結(jié)果為A3B3C3D3。

1.3.5 綜合優(yōu)選工藝及其驗證

綜上所述羧酸銀分散優(yōu)選的條件為：預(yù)分散溫度為40℃、高速剪切速度為7 600 r/min，循環(huán)均質(zhì)次數(shù)為6 次，OP-10 用量為2 g。按照上述條件，重復(fù)分散3 次，并輥涂以及進(jìn)行測試。結(jié)果顯示3 次實驗的銀含量、透明度及大密度的結(jié)果均要好于前面的正交實驗，數(shù)據(jù)見表7 所示，證明該優(yōu)選條件為最佳工藝條件。同時其電鏡照片如圖3所示，表現(xiàn)出良好的分散均勻性，且3 組乳液放置兩周均未出現(xiàn)分層以及沉淀現(xiàn)象。而且經(jīng)過打印測試，獲得了較為理想的成像圖像。

2 結(jié)論

羧酸銀是熱敏成像材料中主體組份，因此作為超細(xì)微粉體的羧酸銀的分散是制備該熱敏材料中非常重要的一環(huán)。研究表明，羧酸銀在上述分散過程中的形態(tài)變化、反應(yīng)活性等因素綜合變化都會影響到分散的效果以及后期圖像的成像效果。該研究為羧酸銀熱敏材料的制備提供了必要的工藝技術(shù)依據(jù)，為下一步實現(xiàn)車間生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。