含雜原子的光學樹脂的制備與性能.pdf

1、光學材料是一種有機聚合物樹脂材料，近些年來發(fā)展得較為快速且實用性較高，與無機玻璃相比，聚合物光學材料還具有優(yōu)異的加工性能和光學性能。一般的環(huán)氧光學樹脂，具有較高的機械強度和彈性模量，良好的耐溶劑性，可適用于大部分的光學領域，但對某些特殊用途的光學元器件仍然要求其具有更高的精密度和高性能。硫原子的相對密度較低，色散較小，摩爾折光指數較高，將其引入到環(huán)氧樹脂中，從而制備具有較高折射率、綜合性能優(yōu)良的光學樹脂。
　　本文以4,4'-二羥

2、基二苯硫醚和環(huán)氧氯丙烷為原料，以氫氧化鈉（NaOH）為催化劑合成了一種含硫的環(huán)氧樹脂（THEP），并將此環(huán)氧樹脂與丙烯酸發(fā)生開環(huán)酯化反應合成了含硫的環(huán)氧丙烯酸酯樹脂（EA）。再以含硫環(huán)氧丙烯酸酯樹脂為大單體，分別與苯乙烯（St）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）共聚，制備了一系列具有較高折光指數、較高透光率的光學樹脂材料。運用正交試驗設計法，分別對含硫環(huán)氧樹脂及環(huán)氧丙烯酸酯樹脂的合成進行了優(yōu)化。合成含硫環(huán)氧樹脂的最佳反應條件為：醚化反應時間4h

3、，閉環(huán)反應時間2h，n（NaOH）/n（4,4'-二羥基二苯硫醚）=1.2:1，反應溫度90℃。通過此實驗方案，合成的含硫環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為4.599mmol/g，產率為87.79％。合成環(huán)氧丙烯酸酯樹脂的最佳條件為：催化劑用量為原料總重量的3％，滴加溫度為70℃，反應溫度為95℃，反應時間為4h。以此實驗方案合成的含硫環(huán)氧丙烯酸酯樹脂的環(huán)氧值為0.0797mmol/g，酸值為2.2468mgKOH/g。通過傅里葉變換紅外光譜（FTIR

4、）、核磁共振氫譜（1H-NMR）和碳譜（13C-NMR）表征了所合成樹脂的分子結構。含硫環(huán)氧丙烯酸酯樹脂（EA）分別與苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯共聚得到的固化樹脂，透光率基本高于80％，折光指數和表面硬度隨著共聚組成中EA的含量的增加而增加，且均高于相應的PS或PMMA。當EA在共聚組成比中的質量分數為75％時，EA/St共聚樹脂的折光指數達到1.60，EA/MMA共聚樹脂的折光指數達到1.57。固化樹脂的吸水率均隨著共聚組成中EA的含量增