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花青染料及其在CD—R光盘中的应用.pdf

花青染料及其在CD—R光盘中的应用

chemidoctor
2012-08-09 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《花青染料及其在CD—R光盘中的应用pdf》,可适用于工程科技领域

年月精细石油化工SPECIALITYPETROCHEMICALS第期花青染料及其在CDR光盘中的应用*刘福德刘雁。高素华韩宝成赵建德劭仕香(天津理工学院生物与化学工程学院天津河北工业大学化学工程学院天津)摘要:简要介绍了CDR光盘结构、光盘读写原理以及作为光存储介质的花青染料的结构、光吸收特性及其合成路线对花青染料的高技术应用做了综述。关t词:花青染料CDR光盘存储介质作为数据存储用光盘的CI)R需求量日益增大。由于花青染料摩尔消光系数高并且对光的反射率高可获得高的信噪比在有机溶剂中溶解度高从而可采用旋涂法(spincoating)制备光盘使得光盘产率提高另外花青染料相对其他类光盘存储介质生产成本低。因此CDR光盘用存储介质一般为花青类化合物约占O其次为酞青及偶氮化合物。CDR光盘结构及读写原理CI)R光盘由保护层、反射层、记录层(即染料层与光盘基片)组成。CI)R光盘通常是用半导体激光器利用nm激光写入和读出的由于花青染料的摩尔消光系数高在写入时被光照射的染料部分吸收光并转化为热能温度高达℃以上染料发生融化、分解等物理化学变化染料层变形基片也发生变形(聚碳酸酯玻璃化温度℃)从而改变了对光的反射性与未被烧蚀的部分相比光的反射率降低。被烧蚀的部位相当于只读光盘的Pit(凹)未被烧蚀的部位相当于Land(突)。在读出时Pit被处理为Land被处理为。花青染料结构及特性花青化合物自年首次被合成以来n由于其光稳定性差很少作为染料使用但由于它对o~nm的光有强吸收故主要作为光敏剂用于胶片工业到O世纪O年代才发现可用于信息记录。含吲哚环的花青染料结构见图所示。其中等于、或时分别称为三次甲基、五次甲基、七次甲基类花青染料。每增加个染料的最大吸收波长增加约nm¨。作为CDR光盘用花青染料主要为七次甲基和五次甲基类七次甲基类最大吸收波长在nm五次甲基类最大吸收波长在~nm。R图含吲哚环的花青染料结构示意图R。、Rz、R。、R可以相同或不同R。、R。的改变对染料在有机溶剂中的溶解度有显著影响。不同花青染料的最大吸收波长及摩尔消光系数见表。~引。由表可见花青染料的摩尔消光系数高达O数量级因此利用该种染料制备光盘可获得高的信噪比。另外通过改变R。、R。可获得在有机溶剂如四氟丙醇中具有高溶解度的染料从而可以采用旋涂法(spincoating)制备光盘提高光盘产率。尽管花青染料具有以上优点但其耐光性能差易被单线态氧氧化从而造成信息记录及读取错误因此必须和单线态氧猝灭剂混合使用以提高其耐光稳定性。常用的单线态氧猝灭剂为邻苯二硫酚镍络合物如一三氯邻苯二硫酚镍络合物、一二甲氨基邻苯二硫酚镍络合物、一叔丁基邻苯二硫酚镍络合物等。收稿日期:修改稿收到日期:一O一O。作者简介:刘福德(一)剐教授从事精细化工教学科研工作已发表论文篇。*天津市高等学校科技发展基金项目()天津市应用基础研究计划项目。维普资讯http:wwwcqvipcom精细石油化工年花青染料合成方法由于含吲哚环的花青染料比含其它杂环的花青染料耐光性能高因此作为CDR光盘存储介质的花青染料通常为含吲哚环的五次甲基、七次甲基花青染料。按结构不同分为对称型(R一R。R。一R)和不对称型(R≠R。或≠R)。对称型花青染料合成方法见图所示非对称型合成方法见图所示合成实例参见文献。∞图对称型五次甲基及七次甲基花青染料合成反应路线l。:∞一l图非对称型五次甲基及七次甲基花青染料合成反应路线花青染料在CD"R光盘中的应用花青染料作为CDR光盘存储介质的应用一般有三种方式:()采用单一花青染料作为存储介质。为研究某一花青染料作为光盘存储介质的性能时通常用单一花青染料作为存储介质制备光盘并测试其性能指标。文献报道了采用单一染料(一R、R。为正丁基、R。、R为HZ为Clo)制备CDR光盘并测试了其性能。研究发现该染料完全符合橙皮书标准可作为CR光盘存储介质。()采用两种花青染料混合物作为存储介质。由于单一花青染料薄膜的吸收峰和反射峰往往不在同一波段而信息写入和读出却采用同一波长的光为保证制得光盘有高的灵敏度和信噪比往往采用两种花青染料混合物使其中一种染料的吸收峰和另一染料的反射峰在该波长处重合。例如文献报道了利用五次甲基花青染料D和七次甲基花青染料D混合物作为存储介质制备CR光盘利用三次甲基花青染料D和五次甲基花青染料D混合物制备DVR光盘。()用花青染料与单线态氧猝灭剂构成配对离子化合物作为存储介质。虽然采用单线态氧猝灭剂可提高花青化合物的耐光稳定性然而由于花青化合物分子本身的聚集在记录层染料膜中很难保证每一个花青染料分子都能够和单线态氧猝灭剂分子相接触从而降低了猝灭剂对染料稳定性的提高作用。另外单线态氧猝灭剂的加入也降低了单位面积光盘中存储介质的密度从而降低了染料层对光的反射率及写入灵敏度和信噪比。为克服这一缺点文献报道了采用花青化合.维普资讯http:wwwcqvipcom第期刘福德等.花青染料及其在CDR光盘中的应用Z物与单线态氧猝灭剂构成配对离子化合物作为存储介质。。。例如用图所示化合物作为存储介质制得的CDR光盘完全满足橙皮书标准。但花青染料与单线态氧猝灭剂的配对离子化合物在有机溶剂中的溶解度比花青染料降低因此如何提高配对离子化合物在有机溶剂中的溶解度是目前研究的重点。>I图花青化合物与单线态氧猝灭剂构成的配对离子化合物结语随着计算机的普及以及光盘刻录机和可录影碟机的家庭化国际、国内对可录光盘的需求量日益增大因此对可录光盘存储介质的需求量也相应增大。然而目前国内对光盘存储介质的合成研究很少所需存储介质仍依赖进口。本文对可录光盘存储原理及花青类存储介质的性质、结构、合成路线及其在可录光盘中的应用作了简要介绍希望能对开展花青类存储介质的研究起到一定的启发作用。另外花青化合物除作为存储介质用于在制备CDR、DVDR光盘外在其他高科技领域也有重要的应用如在胶片工业中用作光敏剂在医疗行业中用于光动力治疗肿瘤在生物行业用于蛋白质的荧光标记及DNA测序在太阳能电池中用来制备染料敏化电极等。总之花青化合物虽然有特种功能附加价值高但它的合成与应用技术难度也很大何况各国之间竞争激烈保密严格因此非下大力进行配套研究不可。参考文献VenkataramannK.Thechemistryofsyntheticdyes.VolII.NewYork。Academicpress..唐黎明李斌黄汉鹏等.'六甲基吲哚三碳青红外染料合成及表征.精细化工():~LiQun.TanJi.PengBixian.Synthesisandcharacterizationofheptamethinecyaninedyes.Molecules():~HuAndrewTechHuangJianLiangChangJenCheng.Cyaninedyesmixtureasopticalrecordingmedium.US.LiaoWenYih.HuangChenLiang.ChiangDonYou.PreparationofcyaninedyesforHighdensitydisk.US.NambaKKuroiwajANakagawaS.Opticalrecordingmedium.US.NambaK.Photostablecyaninedyesandopticalrecordingmedium.US.NambaKKitagawaSShinkaiM.Thecyaninedyesandrelatedcompounds.WileyInterscienceNewYork.孟凡顺汤小群苏建华等.一次写入光盘用青染料的研究.华东理工大学学报():~KenryoNSumikoKMasahiroS.Photostabilizedcyaninedyesandopticalrecordingmedia.US.THECYANINEDYESANDITSUTILITYFoRPREPARINGCDRDISKLiuFudeLiuYan。GaoSuhuaHanBaochengZhaoJiandeandShaoShixiang(.TianjinUniversityofTechnologyTianjinChina.HebeiUniversityofTechnologyTianjinChina)Abstract:ThestructureofCDRdiskanditswriteinandreadoutprinciplesaswellastheopticalpropertiesthestructureandthesynthesizingrouteofcyaninedyesusedasstoragemediumwerebriaflyintroduced.Theapplicationofcyaninedyesinhightechnologywerereviewed.KeywortLs:cyaninedyesCDRdiskstoragemedium维普资讯http:wwwcqvipcom

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