基于含氟丙烯酸树脂的模压激光全息记录材料

发布时间：2020-06-15 20:52

【摘要】：模压激光全息防伪技术因其效率高、不可重复使用、易于商品包装等,成为当今市场上打击假冒伪劣的主流手段。此技术是依靠记录层树脂上的全息图发挥承载与传递防伪信息的作用,目前此层普遍使用热塑性丙烯酸树脂。这种材料在全息图转移的模压过程中,与镍制母版间的相互作用力较大,脱模时难以分离,常出现树脂粘连及损坏现象。为解决这一问题,通过向丙烯酸树脂中添加聚四氟乙烯(PTFE)微粉来降低表面能。但PTFE与丙烯酸树脂的相容性极差,两者难以均匀混合,影响了复合薄膜性能。基于此,本文采取电子束共辐照接枝与萘钠化学刻蚀手段改善PTFE微粉的表面润湿性。论文的主要工作如下:首先采用电子束共辐照法制备接枝聚甲基丙烯酸甲酯PTFE微粉(PMMA-g-PTFE),探讨了甲基丙烯酸甲酯的浓度、辐照剂量与接枝率的关系,研究了接枝对PTFE微粉与丙烯酸树脂相容性的影响。结果显示氟碳表面活性剂能显著减少共辐照接枝过程中单体均聚、交联物的生成;17.8%接枝率的PMMA-g-PTFE微粉在丙烯酸树脂中分散均匀,二者相容性得到明显改善。因表面氟含量和粗糙度增加,添加14 wt%微粉的丙烯酸树脂/PMMA-g-PTFE复合薄膜水接触角提高了21.1%。另一方面,研究了萘钠化学刻蚀PTFE微粉(Na-Naph-PTFE)对丙烯酸树脂薄膜表面性能的改善效果,探讨了萘钠处理液浓度和刻蚀时间对PTFE微粉表面化学组成和团聚程度的影响。结果表明,虽然高浓度萘钠处理液与长刻蚀时间能实现微粉表面“脱氟加氧”目标,但过度刻蚀反而导致碳化与团聚,不利于改进PTFE与丙烯酸树脂间的相容性。进而发现,0.4 mol/L萘钠处理液刻蚀5 min的Na-Naph-PTFE微粉能同时满足低氟高氧量、少碳化、轻团聚的要求,其与丙烯酸树脂复合制备的薄膜表面疏水性随微粉添加量的增加而增强。比较上述两种改性方法可知,电子束辐照接枝法可控性强,对丙烯酸树脂表面性能改善效果明显;萘钠化学刻蚀法中的含氧碳链引入效率高,没有副产物的影响。制备的丙烯酸树脂/改性PTFE复合薄膜表面疏水性增强,用作模压激光全息防伪记录材料时,能有效地减小和镍制母版间的相互作用力,改善模压性能,在防伪领域中具有良好的应用前景。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB34
【图文】：

示意图,激光全息技术,示意图

产生明暗相间的条纹状区域，称为全息光栅或全息图，这一过程被称作波前记录，如图1.1(a)所示。随后在另一光束照射下，记录材料上的光栅产生再现衍射光，重现物体信息，即波前再现[8]，如图 1.1(b)所示。若忽略这两个过程中光路的差异，再现光与物光携带的信息基本一致，实现对物体信息的全部记录与传递。图 1.1 激光全息技术示意图。(a) 波前记录过程，(b) 波前再现过程激光全息技术分类与发展根据负载的全息图类别可将激光全息图分为：透射全息图与反射全息图；平面全息图与体积全息图；菲涅尔全息图与夫琅和费全息图；振幅全息图和相位全息图等，本文以第一种全息图分类进行讨论。由在同一侧物光与参考光干涉生成的全息图称作透射全息图，重现时采用参考光照射衍射出的再现光在另一侧，观察到的是虚像，采用参考光的共轭光照射时，观察到的则是实像；反之由记录材料两侧入射的物光与参考光干涉而成的全息图称为反射全息图，产生的再现光与光源在同一侧。由于反射全息图的光栅结构对再现光的角度具有选择性，只有特定波长即特定颜色的光才可发生衍射并反射回来成像，其它波长的入射光都直接透射到另一侧。因此反射全息图能在白光照射下再现出单色像，消除了多色像叠加带来的色模糊问题[9]。近年来，数字化光电元器件以及计算机技术的研究进展使得数字全息、计算全息技术逐渐趋于成熟，具有广阔的应用前景。模压激光全息防伪材料激光全息图存储物光的振幅与相位信息

彩色全息图,激光,狭缝

华中科技大学硕士学位论文景深与视差，肉眼就可观察，这些特点使其作为防伪材料成为可复制是实现产业化的核心技术。针对这一问题，1969 年 Bento型光栅的彩虹全息图，催生了新型全息图模压复制技术的出现，化生产。射全息图不同，彩虹全息图在全息光栅的记录光路中加入狭缝，含物光形成的物像与狭缝透过光形成的狭缝像。当用白光再现时[11]。观察全息图时，相当于在再现光前放置了一个狭缝，在特定单色光透过，因此再现像沿着狭缝方向发生类似彩虹的颜色渐变术。彩色全息技术能实现白光再现单色像，衍射效率高，成像，激光全息技术成为各防伪领域中的重要选择。

【参考文献】