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光学高分子材料应用发展浅析

2013-06-10 02:04
九一隐士
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  耐磨性与结构关系密切。交联树脂比未交联树脂耐磨性显著提高如用于制造眼镜片的CR-39树脂、KT-153树脂都是交联树脂。光学树脂硬度较低、表面易 被擦伤这一缺点现在已经很容易克服采用表面增强技术如涂覆耐磨材料、真空镀膜等可以使树脂的表面硬度和光学玻璃一样优良。高聚物的耐热性主要是指聚合物受热下的变形高聚物的耐热性主要指玻璃化温度、软化温度等。有机玻璃在玻璃态下使用而超过这个温度将变为高弹态或黏流态此时 即使受到较小的力也会产生较大的形变而不能保持其外形尺寸。玻璃化转变温度是在恒定的较小负荷下测得的温度形变曲线上发生玻璃化转变较窄温度范围的中间值。在实际使用中高聚物总是处于受力的情况下因此不是以静态的玻璃化温度作为耐热温度而是测量高聚物在一定外力下达到一定形变值时的温度作为耐热温度常用 的有马丁耐热温度、维卡软化温度及热变形温度。

  玻璃化转变温度是聚合物材料的一种普遍现象它是一种聚合物材料使用的上限温度因此玻璃化转变温度是聚合物的一个非常重要的性能指标。玻璃化转变的实质是链 段运动随温度的降低被冻结或随温度的升高被激发的结果。在玻璃化转变前后分子的运动模式有很大的差异。因此当聚合物发生玻璃化转变时其物理和力学性能必然 有急剧的变化。除形变和模量外聚合物的比热容、比容积、热膨胀系数、折射率和介电常数等都表现出突变或不连续的变化。因此根据这些性质上的变化可以对聚合 物的玻璃化转变进行实验测量。常用的测定聚合物玻璃化转变的方法有静态热机械法TMA如膨胀计法、温度形变曲线法等、动态力学测量法DMA如扭辫法和扭摆 法等、热力学方法如示差扫描量热法DSC或差热分析法DTA等。玻璃化转变温度Tg可直接反映出聚合物耐热性的高低Tg的高低与聚合物的分子结构有关。在 聚合物材料中链的刚性越大Tg越高使体系交联也可提高耐热性。

  聚合物的热稳定性是其实际应用中的一个重要性质。通常随着温度的升高聚合物都会发生从玻璃态、高弹态到黏流态的力学变化最后聚合物会在温度达到一定程度分 解从而破坏聚合物。聚合物的分解温度就是其热稳定性的重要指标之一。热失重法TG是目前最常用的一种表征聚合物分解温度的方法即在程序升温的环境中空气或 氮气氛围测试试样的质量对温度的依赖关系。热失重法的基本原理聚合物在温度的作用下随温度的升高会发生相应的变化如水分蒸发失去结晶水低分子易挥发物的逸 出物质的分解和氧化等。若将物质的质量变化和温度变化的信息记录下来就可得到物质的质量温度的关系曲线即热失重曲线。用热失重法可求得质量和质量变化与温 度的关系求质量变化速率与温度的关系则需将质量对温度求导即微商热重法DTG描述质量变化速率的曲线即为微商热重曲线。不同的应用要求光学高分子材料的其他特性要求如耐化学品性能、电性能等等这里就不一一叙述。总之高分子材料正在光学领域发挥着越来越重要的作用。同时由于 与国际水平的较大差距值共同努力提高基础开发及应用的水平。

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