含硫高折射率光学树脂合成及性能研究进展

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.210136

摘要/Abstract

摘要：

作为无机玻璃的替代品，有机光学树脂具有轻质、抗冲击性好、易加工和可调性强等优点。折射率是光学树脂的主要参数之一，折射率的高低可直接影响成品镜片的厚度、美观性和舒适度。在不降低光学树脂综合性能的基础上提升光学树脂折射率一直是该领域的热点和难点，在光学树脂中引入高摩尔折射率的硫元素被认为是最有效和常用的方法之一。本文将含硫光学树脂分为烯烃类、环氧类、环硫类、多环类和聚氨酯类，简要综述了国内外近几年的研究进展，涉及单体合成、单体聚合以及单体结构对光学树脂综合性能影响，系统总结了以上材料的特性及发展。

关键词: 光学树脂, 高折射率, 硫元素, 综合性能

Abstract:

As a substitute for inorganic glass， organic optical resin has the advantages of light mass， good impact resistance， easy processing， and strong adjustability. The refractive index is one of the main parameters of optical resins. The level of refractive index can directly affect the thickness， aesthetics and comfort of the finished lens. Improving the refractive index of optical resins without reducing the overall performance of optical resins has always been a hot and difficult point in this field. The introduction of sulfur with high molar refractive index into optical resins is considered to be one of the most effective and commonly used methods. In this paper， sulfur-containing optical resins are divided into olefins， epoxys， episulfides， sulfur heterocyclic rings， and polyurethanes. The research progress in recent years at home and abroad is briefly reviewed， involving monomer synthesis， monomer polymerization， and the influences of monomer structures on the comprehensive performances of optical resins. The properties and development of the above materials are also analyzed.

Key words: Optical resin, High refractive index, Sulfur element, Comprehensive performance

中图分类号:

O631

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图/表 17

图1 CR-39结构

Fig.1 Structure of CR-39

表1 常见原子或基团摩尔折射率［1］

Table 1 Molar refractive index of some atoms or groups［1］

原子/基团 Atoms/groups	摩尔折射率 Molar refractive index/（cm³?mol^-1）	原子/基团 Atoms/groups	摩尔折射率 Molar refractive index/（cm³?mol^-1）
H	1.100	F	0.898
C	2.418	Cl	5.967
—CH₃	5.644	Br	8.865
—CO—NH-	7.230	I	13.900
—S—	7.920	—SH	7.690
—S—S—	8.110	—SO₂—	9.630
	25.463		43.000

图2 CO-PS和TPS结构［7］

Fig.2 Structure of CO-PS and TPS［7］

图3 薄膜SA结构［8］

Fig.3 Structure of thin film SA［8］

图4 部分含硫烯烃单体结构［9-10］

Fig.4 Structure of sulfur-containing olefins［9-10］

图5 P1和PTEI结构［11-12］

Fig.5 Structure of P1 and PTEI［11-12］

图6 硫醇与烯烃结构［13］

Fig.6 Structure of mercaptans and olefins［13］

图7 一步法和二步法制备含硫环氧单体

Fig.7 One-step and two-step methods to prepare sulfur-containing epoxy monomers

图8 部分含硫环氧单体结构［20-22］

Fig.8 Sulfur-containing epoxy monomer structures［20-22］

图9 OBDMT和TEP结构［23-24］

Fig.9 Structures of OBDMT and TEP［23-24］

图10 环氧单体制备环硫单体

Fig.10 Preparation of episulfide monomer from epoxy monomer

图11 部分环硫单体结构［32-33］

Fig.11 Structures of episulfide［32-33］

图12 硫脲法制备部分环硫单体BAES［34］和TBET结构［36］

Fig.12 Structure of episulfide monomers BAES［34］ and TBET［36］ prepared by thiourea

图13 部分聚酰亚胺结构［38-41］

Fig.13 Structures of polyimides［38-41］

图14 部分多环类聚合物结构［45，47］

Fig.14 Polymer structures polymerized by sulfur-containing heterocyclic ring［45，47］

图15 常见硫醇与异氰酸酯单体结构［49-50］

Fig.15 Structures of common mercaptans and isocyanates［49-50］

图16 OU和HA单体结构［51-52］

Fig.16 Structures of OU and HA ［51-52］

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