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聚合物光学材料以其质轻、耐破损、易加工成型等优点,近年来在光信息存储、光通信等领域得到广泛应用,是被用来制作眼镜、照相机等产品中的各种透镜和军事上光学仪器的导光器件。在制作这类器件中,具有高折光指数和高强度的聚合物光学材料尤为重要,可进一步降低器件的曲率和厚度,减轻重量而不影响其折射能力。因此,提高聚合物的折光指数具有十分重要的意义。 本文采用新方法合成了两类多官能团化合物。其一是合成了多元硫醇:采用环氧氯丙烷和巯基乙醇为原料,并进而采用盐酸/硫脲法合成了分子结构中硫含量高、含有三个巯基的2,3-二巯基乙基硫代丙硫醇(BES)。其二是通过基团取代方法合成了间位和对位α,α′-苄基异硫氰酸酯(XDTI)。这两类两类化合物的合成工艺简单,产率高,成本低廉。 在合成上述单体的基础上,合成了两类新结构、高性能光学树脂。其一是采用BES和不变黄二异氰酸酯(XDI)原位聚合得到了折光指数高(1.659)、色散低(阿贝值30.1),耐冲击强度好(IPS=25~30kgcm/cm~2)、密度较低(1.34g/cm~3)、耐候性好的新型含硫聚氨酯光学塑料,室外放置100天颜色无变化。通过均聚或共聚制备了BES—XDTI—XDI聚氨酯光学塑料,使折光指数进一步提高。通过折光指数外推得到均聚BES—XDTI的折光指数可达1.75。其二是含氨基甲酸酯键光学树脂:采用聚加成反应,制备了表面硬度高、透明性好的新型甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)与XDI、BES互穿网络透明树脂。HEMA与XDI均聚树脂的折光指数为1.563,随BES的增加折光指数线性提高。在1.563~1.659间可对材料的折光性能进行设计合成。 含S树脂,尤其是BES和XDI聚合得到的聚硫代氨基甲酸酯型光学树脂,不仅折射率高、色散和密度小,而且冲击强度和耐热性高、吸水率低、耐候性很好,真正达到了性能均衡的要求。同时,生产成本低廉,工艺简单容易控制,树脂的性价比更高,因而实用化前景更为广阔。