تهیه جوهرهای پلیمری ضدجعل فوتوکرومیک و فلورسانس با قابلیت استفاده در اسناد امنیتی و بررسی خواص فیزیکی آنها

چکیده:

یکی از معضلات بسیار مهم برای کشورها امنیت اسناد مهم و محرمانه آنها است که بایستی از کپی و جعل آنها جلوگیری بعمل آید که منجر به هزینه­های بسیار زیادی شده است. به­عنوان مثال اسکناس، گذرنامه، اسناد امنیتی، اسناد ملکی و همچنین کارت ملی از مهمترین انواع اسناد مهم هستند که برای افزایش سطح امنیت آنها عمدتاً از مواد ضدجعل استفاده می­شود که مهم­ترین این مواد جوهرهای ضدجعل هستند. جوهرهای ضدجعل عمدتاً برپایه مواد فلورسانس هستند که  به صورت مرئی و یا نامرئی بوده و در زیر نور فرابنفش از خود نشر درخشان فلورسانس نشان می­دهند. این در حالی است که در صورت استفاده از جوهرهایی با امنیت چندگانه می­توان میزان جعل و کپی اسناد امنیتی را به طور چشم­گیری کاهش داد. در این زمینه به عنوان مثال می­توان به جوهرهایی برپایه ترکیبات فوتوکرومیک اشاره کرد که دارای دو علامت امنیتی فوتوکرومیسم و نشر فلورسانس هستند. در این پروژه ابتدا جوهرهای ضدجعل فوتوکرومیک و فلورسانس با استفاده از کوپلیمریزاسیون امولسیونی بدون عامل فعال سطحی متیل­متاکریلات با مونومر اسپایروپیران و همچنین در حضور کومونومرهای عامل­دار تهیه شدند. نتایج نشان دادند که افزایش درصد اسپایروپیران در نانوذرات باعث کاهش پایداری کلوئیدی و همچنین افزایش لخته و تجمعات در پایان پلیمریزاسیون شد. لذا در این روش محدودیت غلظت اسپایروپیران وجود داشت. اما با این وجود نتایج بدست آمده برای کاربرد جوهر و همچنین الگوهای نوری برای این لاتکس­ها بسیار مناسب بود. در مرحله بعد، نانوذرات کوپلیمر عامل­دار شده با مشتقات اسپایروپیران، اکسازولیدین و کومارین به صورت فیزیکی و پس از پلیمریزاسیون تهیه شدند. بدین منظور ابتدا نانوذرات کوپلیمر عامل‌دار توسط پلیمریزاسیون امولسیونی بدون عامل فعال سطحی بر پایه دو مونومر متیل­متاکریلات و استایرن و همچنین کومونومرهای گلیسیدیل­متاکریلات، آکریل آمید، دی­متیل­آمینواتیل متاکریلات و هیدروکسی­اتیل­متاکریلات تهیه شدند. سپس ترکیبات فوتوکرومیک اسپایروپیران (دو مشتق)، ترکیبات فلورسانس اکسازولیدین (دو مشتق) و کومارین که دارای گروه عاملی هیدروکسیل هستند تهیه و به روش اصلاح سطح فیزیکی به نانوذرات کوپلیمر عامل­دار وارد شدند. بررسی خواص فیزیکی این نانوذرات فوتوکرومیک و فلورسانس نشان داد که رفتار فوتوکرومیسم و نشر فلورسانس آنها می­تواند به طور قابل توجهی توسط قطبیت گروه­های عاملی رو سطح ذرات تحت تاثیر قرار گیرد. به صورتی که مشتق دیگر اسپایروپیران فقط در نانوذره کوپلیمر بسیار قطبی حاوی گروه­های آمینی و هیدروکسیل نشر فلورسانس و خواص فوتوکرومیسم با شدت مناسب نشان داد. از سوی دیگر مشتقات اکسازولیدین نیز تحت تاثیر قطبیت گروه­های عاملی طیف گسترده­ای از نشر فلورسانس با رنگ­های سبز، زرد، نارنجی، صورتی و بنفش با شدت بسیار زیاد و درخشندگی بالا از خود نشان دادند. همچنین نانوذرات حاوی کومارین نیز دارای نشر فلورسانس آبی بسیار درخشان در زیر نور فرابنفش بودند. جوهرهای ضدجعل از این نانوذرات فلورسانس و فوتوکرومیک تهیه و سپس به منظور چاپ علائم امنیتی بر روی کاغذ و اسناد امنیتی توسط مهرهای اتوماتیک مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که این جوهرها می­توانند کارایی بالایی برای چاپ بر روی اسناد امنیتی و افزایش امنیت آنها داشته باشند که درواقع می­تواند به طور قابل توجهی جعل و کپی آنها را کاهش و هزینه­های اضافی که هر ساله برای به روزرسانی امنیت آنها صرف می­شود را کاهش دهند.