光学树脂材料综述
光学高分子材料简述
光学高分子材料简述前言：背投屏幕是背投显示的终端，在很大程度上影响整个光学显示系统的性能。
背投屏幕分为背投软质屏幕、背投散射屏幕和背投光学屏幕。
背投软质屏幕具备廉价、运输安装方便等优点，但是亮度均匀性比较差、严重的“亮斑效应”、光能利用率低、可视角度小等。
分辨率低和对比度低。
散射屏幕视角大、增益低、“亮斑效应”明显。
采用不同的工艺制造。
有些采用在压克力板材表面进行雾化处理，增加散射。
有些应用消眩光玻璃模具复制表面结构，基材内添加光扩散剂及调色剂制造。
有些为降低成本直接在透明塑料板材表面粘贴背投软质屏幕制造。
现在应用最广泛的就是微结构光学型背投影屏幕。
光学型背投影屏幕指的是利用微细光学结构来完成光能分布、实现屏幕功能的这一类屏幕。
主要有FL型（Fresnel lens-lenticular lenses）、FD型(Frensnel lens-Diffusion cover)、FLD型（Fresnel lens-Lenticular lenses-Diffusion cover）、BS型(Fresnel lens-Lenticular lenses-Black strips)。
微光学结构复制主要采用模压或铸造等复制技术。
铸塑又称浇铸，它是参照金属浇铸方法发展而来的。
该成型方法是将已准备好的浇铸原料（通常是单体，或经初步聚合或缩聚的浆状聚合物与单体的溶液等）注入一定的模具中，使其发生聚合反应而固化，从而得到与模具型腔相似的制件。
这种方法也称为静态铸塑法。
静态铸塑技术可用来将电铸镍模具板上的微光学图形转移到塑料表面。
铸塑法得到的制件无针眼，无内力应变，无分子取向。
重要的是，对于非晶态塑料来说，静态铸塑得到的制件相对于其它工艺一般具有更高的透光率，表现出优越的光学性质。
背投光学屏幕属于大尺寸微光学元件，由于体积较大用模压工艺生产存在加工设备复杂、成本高、合格率低的缺点，主要用浇铸工艺来生产。
正文：高分子材料应用于光学领域最早由Arthur Kingston开始，他于1934年取得了注射成型塑料透镜的专利，并将其用在了照相机中。
14种光学塑料的材料特点-(51199)
14种光学塑料的材料特点一、光学塑料分类塑料材料一般分为热塑性和热固性塑料。
热塑性塑料指的是可反复加热仍可塑的塑料。
光学塑料大部分为热塑性塑料，常用的有：聚甲基丙烯酸甲脂（PC）等。
聚碳酸脂热固性PMMA （）聚苯乙烯（PS）塑料：指的是在所用的合成树脂在加热初期软化，具有可塑性，继续加热则随着化学反应燮硬使形状固定不再发生变化。
常用的材料有：烯丙基二甘醇碳酸脂（CR-39 ）环氧光学塑料二、主要的光学塑料1.聚甲基丙烯酸甲脂PMMAPolymethylmethacrylate ，简称PMMA ，也称Acrylic 。
摩尔量约为50 万---100 万，（摩尔量对聚合物的性能有很大的影响）nd=1.491，色散系数Vd=57.2 ，是“王冕”材料，透过率约92%，加速老化后240H 透过率仍能达到92%，在室外使用10 年后只降到88%，能透过波长270nm 以上的紫外光。
PMMA能透过X 射线和Y 射线，其薄片能透过α射线和β射线，但是能吸收中子线。
PMMA 密度为 1.19kg/m3 ，在20℃*109Pa 时的平均吸水率为2%，在所有光学塑料中它的吸水率最高，弹性模量为3.16*109Pa，泊松比为0.32，抗张强度为(462---703) *109Pa 。
PMMA 的线形膨胀系数为8.3*10-5 K-1 ，比K9 玻璃大10 倍，但PMMA 从高温冷却时的光学记忆即组件恢复到它原来尺寸的性能要比玻璃好，它的折射率随温度的变化dn/dt 为-8.5*10-5 ，比K9 玻璃大出约0.192W/(m*k)倍，但是它是负值。
热导率为30 ，比热容为1465J/(kg*k)105℃，熔化温度为180℃。
，它的玻璃化温度为PMMA 耐稀无机酸去污液，油脂和弱碱的性能优良，耐浓无机酸中等，不耐醇，酮，溶于芳烃，氯化烃有机溶剂，为强碱及温热的NaOH ，KOH 所侵蚀，与显影液不起反应。
PMMA 有优良的耐气候性，在热带气候下曝晒多年，它的透明度和色泽变化小。
光学树脂材料
（一）光学树脂概述用于制造眼镜片的树脂材料是由高分子有机化合物，经模压浇铸成型或注塑成型制成的光学树脂。
也可分为热固性和热塑性树脂两种。
常用的光学树脂材料有丙烯基二甘醇碳酸酯（CR-39）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚碳酸酯（PC）三大类。
（二）CR-39树脂镜片：CR-39材料属热固性树脂，采用模压浇铸成型法制造，目前，矫正视力用树脂镜片大都采用CR-39树脂材料，该材料是1942年由美国PPG公司哥伦比亚研究所研制开发，故称“哥伦比亚树脂”。
普通的CR-39镜片的折射率为1.5。
而今天大部分的中折射率（n=1.56）和高折射率（n＞1.56）材料都是热固性树脂，其发展非常迅速。
它们的折射率可以使用以下任意一种技术来增加：改变原子分子中电子的结构，例如：引入苯环结构；在原分子中加入重原子，诸如卤素（氯、溴等）或硫。
与传统CR-39相比，用中高折射率树脂材料制造片更轻、更薄。
它们的比重与CR-39大体一致（在1.20到1.40之间），但色散较大（阿贝数45），抗热性能较差，然而抗紫外线较佳，同时也可以染色和进行各种系统的表面镀膜处理。
使用这些材料的镜片制造工艺与CR-39的制造原理大体一致。
现在1.67的树脂材料已广泛流行，而且象1.7的树脂材料也已在市场上有销售。
视光业务的专业人员正不断研制开发新材料，改良原有材料，以期树脂材料在将来获得更好的性能。
（三）热塑性材料（聚碳酸酯，Polycarbonate，简称PC）热塑性材料如PMMA早在五十年代就被首次用于制造镜片，但是由于受热易变形及耐磨性较差的缺点，很快就被CR-39所替代。
然而今天，聚碳酸酯的发展将热塑性材料带回了镜片领域，并被视光专业人士认可为21世纪的主导镜片材料。
实际上，聚碳酸酯也不是一种新材料，它大约在1995就被发现了，但真正在视光领域的使用仅仅是近几年，它在历经了数年的研制和多次的改进之后，尤其是应用于CD产业，其光学质量已与其它镜片材料媲美。
功能高分子材料之感光树脂
• Beer-Lambert 定律：单色光的吸收与吸光物质的厚度呈指数关 系：
I=I010-εcl
式中，为单色光的发射强度I0； I为透射光强度；c为试样溶液的摩尔浓度， mol/L；l 为通过样品的光程长度，cm；ε为吸光物质的摩 尔消光系数， （mol·L-1）-1·cm-1, ε越大吸光本领越强。
1 聚乙烯醇肉桂酸酯系抗蚀剂
吸光交联
感光基团
2 双叠氮-橡胶系抗蚀剂 定义:以双氮化合物为感光剂并与二烯系橡胶及溶剂组成的
光刻胶。由柯达公司开发。 环化
① 浓硫酸
② 双氮化合物吸光分解
③ 交联反应
优点
分辨率高， 2-3μm
耐腐蚀 粘附性好
应用
用于硅、二氧化硅、铝、 钼、铜、铬、不锈钢及石 英材料的光刻
光致抗蚀剂
光致抗蚀剂又称光刻胶。
定义： 感光树脂
溶解 适当溶剂
加入 增感剂
光致抗蚀剂
特性：
光照后即即发生交联或分解反应，引起溶解度的变化。
光致抗蚀剂分类
1 按成像作用
正性光致抗蚀剂 负性光致抗蚀剂
2 按形态或组成
光敏剂+聚合物 带有感光基团的聚合物
3 按光化学反应
光交联型 光降解型
负性光致抗蚀剂
对胶的灵敏度提出了更高的要求
化学放大光刻胶系统 此外一些新的技术如图形反转、多层胶技术、表 面硅烷化技术、干法显影技术等也在研究之中。
印刷制版
在印刷制版中采用感光树脂代替银盐的 照相法，称为非银盐照相法。
感光树脂版
光刻胶商品
高折射率环氧和环硫型光学树脂的研究进展
第１８卷第５期２００１年５月应用化学ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＩ．ＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹＶ０１．１８Ｎｏ．５Ｍａｙ２００１高折射率环氧和环硫型光学树脂的研究进展吕长利崔占臣杨柏。
（吉林大学化学系长春１３００２３）祝贺黄葆同教授、冯之榴教授８０寿辰论文摘要光学树脂作为聚合物光学材料的重要组成部分，正逐步取代无机玻璃被广泛应用于光学领域．高折射率光学树脂仍然是光学树脂材料研究的主要方向．基于分子设计原理，总结了高折射率光学树脂的制备方法．综述了最近几年发展起来的两种新型高折射率光学树脂一环氧和环硫型光学树脂的研究概况．对环氧和环硫型光学树脂的制备方法、结构和性能之间的关系进行了评述．关键词光学树脂．高折射率．环氧树脂，环硫化台物中图分类号：０６３１文献标识码：Ａ文章编号：１０００－０５１８（２００１）０５—０３４２—０５光学树脂作为聚合物光学材料的重要组成部分，由于其质轻、抗冲击、易加工成型、可染色及优异的光学性能，越来越受到人们的青睐，正逐步取代无机光学材料，在光盘、光纤、建材、树脂镜片、精密透镜等方面碍到广泛的应用口］．与光学玻璃相比，光学树脂存在品种少，折射率变化范围小等缺点．传统的光学树脂材料如：ＰＣ、ＣＲ一３９及ＰＭＭＡ等越来越难以满足人们对光学元件高性能、高精密度的要求，因此开发新型光学树脂，特别是高折射率光学树脂仍然是目前光学树脂材料研究的主要方向．按照光学树脂的制备方法，可以将其大体分为７类：加聚型光学树脂、缩聚型聚醚－聚砜类光学树脂、聚加成类的聚氨基甲酸酯类光学树脂、含金属类光学树脂、氢转移聚合型光学树脂、环氧型和环硫型光学树脂．最后两类，特别是环硫型光学树脂是最近几年研究较为热门的新型光学树脂．它们可由含三元环结构的单体经离子开环聚合而得到，并且聚合过程的收缩率要比烯类单体的低，这对树脂加工成型过程是十分有利的．本文将近几年来高折射率环氧和环硫型光学树脂的发展状况加以介绍．１高折射率光学树脂的分子设计高折射率的光学树脂可以进一步降低元件的曲率和厚度，减轻重量而不影响其折射能力，能够２０００—１２—２０收穑．２００１．０３—０１修回国家自然科学基金资助课题（２９９２５４１２）使光学仪器小型化和轻量化．如表１列出了用不同折射率的光学树脂材料制造的球面透镜的边缘厚度及质量与材料的折射率之间的关系．由此可见如何提高光学树脂的折射率是十分关键的问题．表Ｉ树糟折射宰与球面透镜边缘厚度殛质量的关系Ｔａｂ．１ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘｏｆｒｅｓｉｎｓａｎｄｔｈｅｅｄｇｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｍａｓｓｏｆｓｐｈｅｒｉｃａｌｌｅｎｓｅｓＳｅｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ（ｄｅｇｒｅｅｏｌｃｕｒｖｅ）＝一４００Ｄ，≯（ＯＵｔｅｒｄｉａｍｅｔｅｒ）一５０ｍｍ，ｆ（ｃｅｎｔｅｒｔｈｉｋｎｅｓｓ）三ｌｍｍ，Ｒ（ｃｕｒｖａｔｕｒｅｒａｄｉｕｓ）＝２５０｜ｌｌｍ；ｄ（ｒｅｓｉｎｄｅｎｓｉｔｙ）＝１．３１ｇ／ｃａ３一｛等｝｛第５期吕长利等：高折射率环氧和环硫型光学树脂的研究进展３４３子体积成反比，与摩尔折射度成正比，因此尺ＬＬ与ｙ的比例关系可以表示原子或基团的折射能力，在聚合物中引入摩尔折射度与分子体积比值大的原子或基团可以提高聚合物的折射率．而基团或原子对分子摩尔折射度的贡献具有加和性，这就为我们进行高折射率光学树脂的分子设计提供了理论依据．根据聚合物的折射率与原子或基团的摩尔折射度的关系，常采用引入一些基团和元素的方法来提高聚合物的折光指数．这些基团和元素的引入提高了光学树脂的折射率，同时带来了一些不足：（１）引入芳香族化合物或稠环化合物可提高折射率，但聚合物的色散较大，％较低；（２）引入除Ｆ以外的卤族元素可提高折射率，但树脂的密度增大，耐候性差，易发黄；（３）引入重金属离子如铅、镧或铌等可提高折射率，树脂的密度增大、抗冲击性降低、且易发黄，实用困难；（４）引入脂肪族多环化合物，可提高折射率，且色散较低；（５）引入硫、氮、磷等杂元素可提高折射率．以上方法中，在聚合物里引入硫元素是提高折射率的最有效的方法，同时材料的色散小，环境稳定性好．近年来通过在聚合物中引入硫元素来提高光学树脂折射率的报道相对较多［””．聚合物中硫元素通常是以硫醚键、硫酯键、硫代氨基甲酸酯和砜基等形式引入．以环硫的形式将硫元素引入聚合物单体，并以环硫基团为反应基团进行聚合是一种较新的合成光学树脂的方法．这种方法可在单体中同时引入硫醚和环硫醚，因此单体的含硫量较高，有的高达５０％以上，从而有效地提高了树脂的折射率，并且阿贝数较高．２高折射率环氧型光学树脂环氧树脂是热固性树脂，具有耐热性和耐溶剂性好，蠕变小，双折射和透湿性小等优点，适合于作光学材料使用．作为光学级的环氧树脂要求其无色，透明、粘度低和易于加工成型，一些通用型环氧树脂都难以满足以上要求．随着合成工艺的不断进步，目前日本等国家生产的环氧村脂如双酚一Ａ型环氧的纯度已非常高，其Ｎａ＋、ＣＩ一的含量已达到ｌＯ“数量级，足以满足光学级环氧的要求．除了双酚一Ａ环氧树脂外，四溴双酚一Ａ型环氧树脂和六氢苯二甲酸酐型环氧树脂也常被用于制备光学树脂．近几年硫元素被引入环氧树脂中来提高光学树脂折射率的报道较多．这类环氧树脂主要是在催化剂的作用下，由多元硫醇或硫酚与环氧氯丙烷（ＥＣＨ）反应来合成，其结构可通过二者的比例来控制，极端情况就是１ｔｏｏｌ巯基和Ｉｔｏｏｌ的ＥＣＨ反应，形成以环氧基团封端的环氧单体．环氧树脂的固化剂可以是胺类、酸酐类和无机类固化剂，也可以是多元硫醇类化合物，其中以脂环类酸酐固化剂固化环氧树脂得到的材料透明性好，不变色；但缺点是脂环类酸酐用量大，光学树脂折射率低．以下为近几年来开发的一些新型高折射率环氧型光学树脂的研究进展．２．１复合型环氧光学树脂复合型环氧光学树脂是由两种或两种以上的环氧树脂混合固化而成，目的是为了改善树脂的综合性能，如折射率、耐热性和耐黄变性等．以光学用双酚一Ａ环氧（ＤＧＥＢＡ）和六氢邻苯二甲酸酐双缩水甘油酯混合固化，制备复合环氧光学树脂国内曾有报道，但折光指数（ｒｉｄ＝１．５３～１．５７）较低““．我们课题组合成了一种高折射率含硫脂肪族环氧树脂ＤＧＥＭＥＳ，并将其与ＤＧＥＢＡ复合固化，制备了一系列高折射率的光学树脂Ｃ１１］．研究表明，ＤＧＥＭＥＳ是一种理想的共固化单体，可以同时提高树脂的折光指数和阿贝数．如图１所示，随着ＤＧＥＭＥＳ含量的增加，ＤＧＥＭＥＳ／ＤＧＥＢＡ／乙二胺复合树脂的折射率和阿贝数均呈线性增加．当ＤＧＥＭＥＳ的含量为２０％以上时，图１ＤＧＥＭＥｓ／ＤＧＥＢＡ／乙＝胺共聚树脂的折射率（ｎｒ）和阿贝数（地）随ＤＧＥＭＥＳ含量的变化Ｆｉｇ．１Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｒｅｌｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘ（ｎｊｏ）ａｎｄＡｂｂｅ’ｓｎｕｍｂｅｒ（Ⅵ）ｏｆＤＧＥＭＥＳ／ＤＧＥＢＡ／ｅｔｈｖｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｃｏｐｏｉｙｍｅｒｒｅｓｉｎｓ＂０５ｔｈｅＤＧＥＭＥＳｃｏｎｔｅｎｔＤＧＥＭＥＳ：ａｓｕｌｆｕｒｃｏｎｔａｉｎｉｎｇａｌｋｙｌｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎＤＧＥＢＡ；ｏｐｔｉｃａｌｂｉｓｐｈｅｎｏｌＡｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ３４４应用化学第１８卷树脂的折射率达到Ｉ．６０以上，色散较低，且其它性能较均衡．２．２丙烯酸化环氧树脂型光学树脂这类树脂是以丙烯酸化的环氧树脂为原料，通过与其它单体共聚合而成．北京理工大学等单位用丙烯酸改性的双酚一Ａ型环氧树脂合成了ｎｄ＝１．５８３，地＝３２的ＥＡ系列光学树脂［１“．Ｔｅｒｕｙｋｉ等［１３１以甲基丙烯酸缩水甘油酯和三溴苯酚为原料，在ＳｎＣｌｚ的作用下制备了折射率达ｉ．６０７的光学树脂，其中澳原子对折射率的提高起到了主要的作用．２．３舍硫高折射率环氯光学树脂双官能度脂肪族环氧树脂的耐热性较差．Ｈａｒｕｍｉｃｈｉ等【１“合成了三官能度含硫脂肪族环氧树脂（Ｉ）（表１），用三乙胺固化后得到ｍ＝１．６３，均一３９的高折光指数，低色散，抗冲击的光学树脂．高折射率芳香族含硫环氧树脂也有报道．Ｋａｔｓｕｍａｓａ等口”合成了一种二苯硫醚型光学粘合级环氧树脂（Ｉ），其折射率（ｎｄ一１．６９８）是目前所见报道的环氧树脂单体中最高的．除了在环氧树脂中引入硫元素来提高树脂的折射率外，采用多元硫醇化合物固化环氧树脂也可得到高折射率的光学树脂．金村芳信等ｏｏ以（ＨＳＣＨ２ｃＨ２ＳＣＨ。
光学树脂材料综述
摘要:我国眼镜片行业所用各种树脂消耗量大约为６０００吨／年。
然而，本土企业生产的光学树脂还不到总量的５％，中高端树脂市场基本还是空白。
本文对传统光学树脂材料和新型光学树脂材料进行了综述。
关键词:光学树脂材料；树脂镜片上世纪３０年代以前，光学领域的主要材料是光学玻璃，其种类有将近２４０多种，折射率从１．４到２．８，可以选择的范围相当广。
眼镜片对比重和抗冲击性能的要求都比较高，然而大部分光学玻璃比重较高，容易破碎。
与光学玻璃相比，光学树脂具有质量轻、抗冲击和易加工成型等优点，一经推出，很快就替代了光学玻璃成为眼镜片的主流产品。
国外对光学树脂的开发研究工作始于上世纪２０年代，到目前为止已经生产出数十种不同规格的光学树脂，其中，日本、美国、德国和比利时等国家已有多种新型树脂商业化，他们在我国申请大量的专利，期望长久占有中国市场，赚取高额的垄断利润。
与国外相比，国内树脂镜片生产厂家研发力量单薄，生产技术大多是通过国外引进，基本没有新型的树脂材料推出。
上海伟星光学有限公司是一家以技术为导向的高新技术企业，积极打造自己的技术优势，通过不断的努力开发出新型的树脂材料，商品牌号ＰＵ－１、ＰＵ－２，并已经向国家专利局申请了专利。
该技术填补了国内眼镜行业的空白，达到国际先进水平，该项技术将使得中国在光学树脂原料的生产领域占有一席之地。
为了让更多的人对光学树脂有更深的了解，本文将分传统光学树脂材料和新型光学树脂材料两类，对光学树脂材料进行综述。
1 传统光学树脂材料传统的光学树脂材料有聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＡＡ）、聚苯乙烯（ＰＳ）、聚碳酸酯（ＰＣ）和聚双烯丙基二甘醇碳酸酯（ＣＲ－３９）。
其中甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物为一种新型的树脂，其名称为ＭＳ；苯乙烯和丙烯氰共聚为另外一种树脂，其名称为ＮＡＳ。
表１－１详细介绍了这些树脂的性能，并与光学玻璃进行了比较。
编者按：上海伟星光学有限公司依靠自身研发力量，目前已经成功开发出１．６１和１．６７高折射率聚胺酯树脂镜片单体，并申请两项专利。
透明树脂材料
透明树脂材料透明树脂是一种具有优良光学性能的树脂材料，广泛应用于电子、光学、医疗器械、艺术品等领域。
它具有透明度高、耐候性好、耐化学性强等特点，可以被加工成各种形状和结构的透明制品。
透明树脂材料的最大特点是其优良的透光性能。
由于其分子结构密度较高，透射光线经过材料时几乎不受散射，能够保持良好的透明度。
这使得透明树脂材料在光学领域中得到广泛应用，如制作透明镜片、透明隔板、透明灯罩等。
此外，透明树脂材料还具有较好的耐候性。
在室外环境下，它可以长时间保持良好的透明度和外观。
这使得透明树脂材料在户外广告、露天装饰等领域得以应用。
透明树脂材料的耐化学性也是其优点之一。
它能够耐受一定浓度和温度的酸、碱等化学物质的侵蚀，保持其化学稳定性。
这使得透明树脂材料可以用于制作化学试剂瓶、实验仪器等。
除了以上优点，透明树脂材料还具有环保性、易加工性等特点。
它不含有毒物质，不会产生有害气体，对环境无污染。
通过热压、注射、吹塑等工艺，可以将透明树脂材料加工成各种形状和结构的制品，满足不同领域的需求。
然而，透明树脂材料也存在一些缺点。
首先，它的成本较高，导致其价格相对较高。
其次，由于其分子结构的特殊性，透明树脂材料的耐温性和机械性能较差，容易受到高温、机械力等因素的影响。
综上所述，透明树脂材料是一种具有优良光学性能的树脂材料，广泛应用于电子、光学、医疗器械、艺术品等领域。
它具有透明度高、耐候性好、耐化学性强等特点，但同时也存在成本高和耐温性、机械性能较差等缺点。
随着科技的不断进步，透明树脂材料的性能将会不断提升，应用领域也将更加广阔。
镜片树脂介绍文案
镜片树脂介绍文案
1、镜片树脂是一种有机材料，内部是一种高分子链状结构，联接而呈立体网状结构，分子间结构相对松弛，分子链间有可产生相对位移的空间。
光线可透过率为84%至90%，透光性好，同时树脂镜片抗冲击力强。
2、镜片树脂是一种来自多种植物，特别是松柏类植物的烃（碳氢化合物）类的分泌物。
因为它特殊的化学结构和可以作这乳胶漆和胶剂使用而被重视。
3、镜片树脂的好处是重量轻。
以前比较流行的镜片是玻璃镜片，是比较重的，而树脂镜片，像塑料，是非常轻的，一般戴上没什么感觉，不会压迫鼻梁。
不易破裂。
一般玻璃镜片被击碎的话，说不定还会伤害眼睛，但是树脂镜片的冲击力是非常好的，是玻璃镜片的好几倍，所以树脂镜片才不会轻易破碎，安全耐用。
可以染色。
目前使用的镜片多是树脂镜片，像是太阳镜，有不同的颜色，能跟服装进行搭配。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要:我国眼镜片行业所用各种树脂消耗量大约为６０００吨／年。
然而，本土企业生产的光学树脂还不到总量的５％，中高端树脂市场基本还是空白。
本文对传统光学树脂材料和新型光学树脂材料进行了综述。
关键词:光学树脂材料；树脂镜片上世纪３０年代以前，光学领域的主要材料是光学玻璃，其种类有将近２４０多种，折射率从１．４到２．８，可以选择的范围相当广。
眼镜片对比重和抗冲击性能的要求都比较高，然而大部分光学玻璃比重较高，容易破碎。
与光学玻璃相比，光学树脂具有质量轻、抗冲击和易加工成型等优点，一经推出，很快就替代了光学玻璃成为眼镜片的主流产品。
国外对光学树脂的开发研究工作始于上世纪２０年代，到目前为止已经生产出数十种不同规格的光学树脂，其中，日本、美国、德国和比利时等国家已有多种新型树脂商业化，他们在我国申请大量的专利，期望长久占有中国市场，赚取高额的垄断利润。
与国外相比，国内树脂镜片生产厂家研发力量单薄，生产技术大多是通过国外引进，基本没有新型的树脂材料推出。
上海伟星光学有限公司是一家以技术为导向的高新技术企业，积极打造自己的技术优势，通过不断的努力开发出新型的树脂材料，商品牌号ＰＵ－１、ＰＵ－２，并已经向国家专利局申请了专利。
该技术填补了国内眼镜行业的空白，达到国际先进水平，该项技术将使得中国在光学树脂原料的生产领域占有一席之地。
为了让更多的人对光学树脂有更深的了解，本文将分传统光学树脂材料和新型光学树脂材料两类，对光学树脂材料进行综述。
1 传统光学树脂材料传统的光学树脂材料有聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＡＡ）、聚苯乙烯（ＰＳ）、聚碳酸酯（ＰＣ）和聚双烯丙基二甘醇碳酸酯（ＣＲ－３９）。
其中甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物为一种新型的树脂，其名称为ＭＳ；苯乙烯和丙烯氰共聚为另外一种树脂，其名称为ＮＡＳ。
表１－１详细介绍了这些树脂的性能，并与光学玻璃进行了比较。
编者按：上海伟星光学有限公司依靠自身研发力量，目前已经成功开发出１．６１和１．６７高折射率聚胺酯树脂镜片单体，并申请两项专利。
相关技术填补了国内眼镜行业的空白。
伟星光学认为，这只是本土镜片公司走研发创新之路，拥有自主知识产权的第一步，离发达国家在镜片单体研发方面取得的成就还相距甚远。
伟星公司开设此专栏，旨在与行业有识之士共同探讨本土企业树脂镜片如何创新——或自主研发、或与国外与国内相关机构合作、或与国外镜片企业达成技术合作，共同推动本土镜片在技术创新领域获得突破，实现产品升级。
光学树脂材料综述汪山献松 陈国贵从表１中可以看出，从折射率角度而言，玻璃的折射率更高，传统光学树脂的折射率相对较低。
光学玻璃在阿贝数、玻璃化温度和抗老化方面都有着很好的性能，但是其密度高、冲击强度低，这对于眼镜镜片而言将会带来两个致命的弱点：镜片太重而且容易破碎。
基于对眼睛的保护，光学树脂塑料取代了光学玻璃成为眼镜片的主流材料。
就传统树脂材料而言，ＰＭＭＡ具有较高的阿贝数和较低的双折射率，光透过时其色散程度很低，但是其折射率和冲击强度较低。
ＣＲ－３９是早期最成功的光学树脂，具有很高的阿贝数，较好的抗冲击强度，做成树脂镜片可以通过ＦＤＡ测试（落球实验，美国镜片的检验标准），另外其变性温度很高，有利于镜片的后续加工。
ＣＲ－３９树脂是由美国ＰＰＧ公司于１９４５年投放市场的，又名哥伦比亚树脂（Ｃｏｌｕｌｎｂｉａ Ｒｅｓｉｎ），是聚双烯丙基二甘醇碳酸酯的商品名称，单体的结构如下：因为是烯丙基型双键，聚合活性低，需要高效引发剂如ＩＰＰ、ＥＨＰ引发才能聚合；由于是高度交联，其制品连续使用温度可以承受１００℃，短暂工作温度可以达到１５０℃。
随着新型树脂材料的不断推出，ＣＲ－３９由于其折射率太低，在光学树脂领域所占的份额逐年降低，目前已经逐渐淡出中国的镜片市场。
ＰＣ具有较高的折光指数，其优良的抗冲击性能受到了广大美国用户的肯定，占据着美国镜片市场的３０％，但是在中国的市场份额较低，最主要的原因是该树脂镜片的阿贝数较低，抗老化性能不好，另外镜片基材较软，不耐磨损。
ＰＳ尽管有较高的折射率，但是由于其阿贝数较低、抗老化性能差和抗冲击性能差等多种原因，很少单独作为光学镜片的树脂材料，往往都是和其他材料复合使用。
目前，国内市场使用最多的是ＭＳ。
ＭＳ 的折射率高于ＣＲ－３９，阿贝数也比ＰＣ高，且该材料加工制备简单，价格比较便宜，受到了广大中国消费者的欢迎。
ＮＡＳ的折射性能nd νd b b(nm)T%T%UV IPS L H Td R%αρSR%BK-71.52640.392925650.0742.53光学玻璃SF-21.64340.489894288.83.85光学塑料PM M A 1.4958-12<209291～922～380～10090～1002.00.71.190.2～0.6PS 1.5931-15>1009060～702～370～90940.20.81.060.1～0.5PC 1.5830-1420～1009070～8080～100701300.40.71.20.5～0.8N A S 1.5734～35-1420～1009070～802～370～90900.80.71.070.2～0.6PM M A 1.5640-1420～10089882～370～95900.80.81.090.1～0.5PM M A 1.505820～10091902～31001401.01.21.3214nd ：折光指数， νd ：阿贝数， β:折射率温度系数， b ：双折射，T%UV ： UV 照射2000小时后的透光率，IPS ：冲击强度，LH ：洛式硬度，Td ：热变形温度, R%：饱和吸湿率, α：热膨胀系数， SR%：成型收缩率表1 光学玻璃和光学树脂的性能比较■ 【伟星科技·树脂镜片创新论坛】■060 ■ China Glasses率比ＭＳ高０．０１，但是其阿贝数却更低。
另外，丙烯氰的毒性相对较高，所以在光学树脂材料领域用得并不多。
上世纪４０年代初， ＰＰＧ公司推出ＣＲ－３９树脂镜片材料，几乎垄断了世界树脂镜片市场。
当时由于受树脂镜片后道处理工艺条件的影响，光学材料的发展很缓慢。
直到上世纪６０年代后，随着塑料品种的增加，特别是树脂镜片表面处理工艺的提高，促进了光学树脂的发展，一系列新型的光学树脂材料逐渐问世。
2 新型光学树脂材料2.1 环氧树脂通用环氧树脂由于其纯度较低和耐黄变性能较差等原因，很少作为光学材料使用。
随着合成工艺的不断改进，通用型环氧树脂的纯度也有了较大程度的提高。
目前日本等国家生产的环氧树脂，如双酚Ａ型环氧的纯度已非常高，其Ｎａ＋、Ｃｌ－的含量已达到１０－６数量级，足以满足光学级环氧树脂的要求。
普通双酚Ａ环氧树脂的折射率较低，通过提高其卤素原子的含量可以提高树脂的折射率。
三井东亚化学株式会社的金村芳信等以（ＨＳＣＨ２ＣＨ２ＳＣＨ２）４Ｃ固化四溴双酚－Ａ二缩水甘油醚得到了折射率为１．６６、阿贝数为３３的树脂。
日本德山曹达公司研制ＴＳ系列树脂主要单体是含卤素的环氧树脂，其折射率可以达到１．５９。
该树脂可浇注或注射成型，与ＰＭＭＡ具有同样的光学性能、耐候性和透明性，而耐溶剂性、耐冲击性、耐热性（热变形温度１３０℃～１５０℃）及表面硬度和耐磨性能则优于ＰＭＭＡ。
另外一种提高环氧树脂折射率的方法是引入硫元素。
这类环氧树脂主要是在催化剂的作用下，由多元硫醇或硫酚与环氧氯丙烷（ＥＣＨ）反应而合成。
2.2 聚氨酯型光学树脂聚氨酯材料具有优良的耐磨、耐冲击及透光性能，因而近年来在光学塑料领域中占有十分重要的地位。
聚氨酯是由含活泼氢化合物与异氰酸酯化合物经聚合反应而成，分热塑型和热固型两种。
为破坏聚氨酯的结晶性能，使材料有较好的透光性，使之交联是必要的措施，因而以热固型为主。
含活泼氢化合物主要是含ＯＨ的醇、酚和含ＳＨ的硫醇、硫酚。
为追求高折光指数，近年来文献报道几乎都是ＳＨ化合物。
含异氰酸酯化合物又可分为两类，即含ＮＣＯ的普通异氰酸酯和含ＮＣＳ的异硫氰酸酯。
ＮＣＯ类化合物有大量的商品出售，使用方便，因而应用极为广泛；ＮＣＳ类化合物在近年也开始应用于光学塑料，其聚合物有着很高的折光指数，故开发潜力很大。
聚氨酯型光学树脂是近年来新型光学塑料的重点发展方向。
与烯类光学塑料相比，这类树脂具有更高的折光指数、更好的冲击强度以及相对较低的密度。
目前，新品种的开发主要集中在硫醇，而新型异氰酸酯的研究较少，此外也有一些硫酚的新品种出现（如表２）。
硫醇的折射率变化范围在１．５９～１．６９之间，阿贝数在３２～４２之间。
如果对异氰酸酯进行重新设计，增加其含硫量，可以将折射率提高到１．８０。
表２所示的所有硫醇和异氰酸酯均来自国外的公司和研究机构，其商业化的产品也在中国申请了专利。
从表２中不难看出，聚氨酯是通过在分子结构中引入Ｓ原子来提高折射率的。
当然，含有相同碳数的碳氢基团，折光指数按支化链＜直链＜脂环＜苯环的顺序变大。
通过比较表２中的１和２不难看出，当硫醇分子中的含硫量增加，聚氨酯的折射率明显增大。
比较１和４可以看出，相同的硫醇，增加异氰酸酯苯环的含量也可以提高聚氨酯的折射率。
如日本三井化学公司开发的ＭＲ－７是以三硫醇和亚二甲苯基二异氰酸酯（ＸＤＩ）聚合得到的折射率为１．６６的聚胺酯产品，其硫醇含硫率（质量比）为６１．５％。
另外提高异氰酸酯的含硫率，将异氰酸酯中的ＮＣＯ变成ＮＣＳ，其产品的折射率将有更大的提高。
如表２中的１０和１１，两种硫醇和含有ＮＣＳ的异氰酸酯聚合，可以将聚氨酯的折射率提高到１．８０。
上海伟星光学公司设计出一种新型的硫醇，具有多个官能团的四硫基多元硫醇：式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３和Ｒ４各选自Ｈ、ＳＨ、－ＣＨ２ＳＨ、－ＣＨ２ＣＨ２ＳＨ、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＨ，式中Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３和Ｒ４中任何３个不能同时为Ｈ。
这种新型的硫醇含硫率较高，可以制备出折射率为１．６０－１．７６的聚氨酯树脂镜片。
例如，二（２－巯基）乙基四硫，其含硫率为７６．８％。
将二（２－巯基）乙基四硫和三甲基六亚甲基二异氰酸酯以及各种需要的助剂按照一定比例均匀混合后，经过一定的固化程序固化成型，可以得到折射率为１．６６的聚氨酯树脂镜片。
汪山献松，男，１９７８年１１月出生于安徽。
２００８年１月毕业于东华大学材料学院，取得博士学位，同年进入上海伟星光学有限公司主持研发部工作，主要从事中、高折射率树脂材料的制备研究以及中、高折射率树脂镜片的工艺开发。
目前已经成功开发出１．６１和１．６７高折射率聚胺酯树脂镜片，并申请两项专利。
相关技术填补了国内眼镜行业的空白，并达到国际先进水平。
Ｅｍａｉｌ：ｗｙｓ０４０３＠ｍａｉｌ．ｄｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎＣｈｉｎａ Ｇｌａｓｓｅｓ ■ 061 ■【伟星科技·树脂镜片创新论坛】■。