三井化学改性环氧树脂
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光学镜片在人类历史发展过程中扮演着极其重要的角色,随着科学技术水平的提升,特别是高分子材料的迅猛发展,无机光学玻璃镜片由于质量重、佩戴安全性问题逐渐被光学性能优异且质轻的高分子树脂镜片取代。
此外,随着镜片佩戴者趋于年轻化且追求美观性,对镜片的轻盈度不断提出了较高要求,树脂镜片的中心厚度要求加工得更薄,且对镜片的折射率要求更高。
在树脂镜片领域,以聚碳酸酯(CR-39,镜片折射率1.499)、丙烯类树脂(PMMA,镜片折射率在1.55~1.63之间)、环硫类树脂(镜片折射率在1.55~1.70之间)等材料为主。
新型聚氨酯光学镜片在原料储备、单体活性及优异光学性能方面表现突出,具有较好的开发前景。
由于镜片要求无色透明,热塑工艺往往在成型过程中有很大的应力,因此,在生产过程中仍旧以采用热固成型加工工艺为主。
然而进入20世纪以来,光学镜片趋向于以高折射率、高透光率和高性能为主要的发展方向,新型树脂镜片进入了一个快速发展的阶段。
通过在镜片树脂分子链上引入高折射率原子或基团,以此提高光学树脂镜片的折射率是光学镜片发展的重要方向之一[9]。
在新型光学树脂镜片领域,使用含硫光学树脂来改善树脂镜片的折射率还是一种比较通用的方法。
本文不仅介绍了含硫类光学树脂镜片在树脂镜片折射率方面的研究发展,还从环氧树脂、环硫树脂、烯类树脂光学镜片、聚氨酯树脂光学镜片4大类出发,探究了它们在折射率方面的进展。
1 环氧树脂环氧树脂是一种热固性高分子材料,具有较好的耐热性和较高的透光性,且种类多样,用途广泛,各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。
此外,环氧树脂成型加工方便,采用不同固化剂,该体系可以在0~180℃温度光学镜片材料探究132 中国眼镜科技杂志·7·2020光学树脂镜片在高折射率方向的研究概述汪松 王松内实现成型加工。
环氧树脂分子链中含有极性羟基和醚键,对金属材料、无机非金属材料和高分子材料都具有较好的粘附力。
环氧树脂的品种环氧树脂经历50多年的研制与发展,已经开发上百种规格的品种:一、缩水甘油基型环氧树脂:1.缩水甘油醚型环氧树脂1.1双酚A型环氧树脂:双酚A型环氧树脂是应用最广泛的树脂之一,占环氧树脂树脂总产量的90%。
在分子结构中含有羟基和醚键,固化过程进一步生成新的—OH和—O—,使固化物具有很高的内聚力和粘附力。
因此可以对金属、陶瓷、木材、水泥和塑料进行粘接。
另外,双酚A型环氧树脂属无毒树脂,其白鼠的最低口服致死量为LD50为11.4g/kg。
双酚A型环氧树脂的牌号与性质表新牌号原牌号外观粘度(Pa.s)软化点(℃)环氧值E—55 616# 浅黄粘稠液体 6-8 ----0.55-0.56E—51 618# 浅黄粘稠液体10-16 ----0.48-0.54E—44 6101# 黄色高粘度液体20-40 ----0.41-0.47E—42 634# 同上---- 21-27 0.38-0.45E—35 637# 同上---- 20-35 0.30-0.40E—31 638# 浅黄粘稠液体---- 40-55 0.23-0.38E—20 601# 黄色透明固体---- 64-76 0.18-0.22E—14 603# 同上---- 78-85 0.10-0.18E—12 604# 同上---- 85-95 0.10-0.18E—06 607# 同上----110-135 0.04-0.07E—03 609# 同上----135-155 0.02-0.04E—01 665# 液体30-40 ----0.01-0.031.2双酚S型环氧树脂双酚S型环氧树脂是由双酚S和过量环氧氯丙烷在碱性条件下缩聚得到的耐高温环氧树脂。
双酚S为浅黄色固体,由东北石化研究所研制,全名为“4,4…—二羟基二苯双缩水甘油醚环氧树脂”,胺类、酸酐、咪唑均能固化双酚S,其固化物具有热变形温度高、热稳定性能好的特点。
这是因为分子中极性强的砜基—SO2—取代双酚A中的异丙基,提高了热稳定性;砜基改善了粘附力,增强了环氧基的开环活性。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的结构胶粘剂和复合材料基体,具有优良的力学性能和化学稳定性,因此在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域有着广泛的应用。
由于其自身固有的缺陷,如脆性、耐热性差等,限制了其在高端领域的应用。
为了改善环氧树脂的性能,研究人员通过各种方法对其进行改性,以期提高其力学性能、耐热性、耐化学性等特性。
本文将对环氧树脂改性方法的研究现状及进展进行综述。
一、环氧树脂的特性及应用环氧树脂是一种由环氧化合物和含有活泼氢的化合物(如酚、胺等)反应而成的热固性树脂。
其分子中含有环氧基(-O-CH2-CH2-O-),这种环氧基在加热或与固化剂反应时可以发生开环聚合,形成三维网络结构,从而固化成耐热、耐化学介质的固体物质。
环氧树脂具有优异的粘接性、抗化学性、电气性能和加工性能,因此在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域有着广泛的应用。
传统的环氧树脂具有脆性、耐热性差等缺陷,限制了其在高端领域的应用。
改性环氧树脂的研究成为了当前的热点之一。
二、环氧树脂改性方法的研究现状1.填料改性填料是改性环氧树脂最常用的方法之一。
常见的填料包括纳米粒子、纤维素纤维、碳纤维等。
填料的加入可以有效地提高环氧树脂的力学性能,如增强强度、模量和耐热性。
填料还可以改善环氧树脂的导热性和阻燃性。
目前,纳米填料的研究尤为活跃,如纳米硅、纳米氧化锌、纳米碳管等。
2.改性固化剂环氧树脂的性能很大程度上取决于其固化剂的种类和性能。
研究人员通过改变固化剂的化学结构或添加助剂等方法,来改善环氧树脂的性能。
常见的改性固化剂包括酚醛树脂、聚酯树脂、聚氨酯等。
通过与这些树脂的共混或者化学修饰,可以显著地改善环氧树脂的综合性能。
3.化学改性化学改性是通过在环氧树脂分子中引入其他功能基团,来改善其性能。
常见的化学改性方法包括醚化、酯化、硅化等。
这些方法可以使环氧树脂具有更好的耐热性、耐化学性和耐候性。
4.辐照交联改性辐照交联是利用高能辐射对环氧树脂进行交联,从而提高其热稳定性和机械性能的一种方法。