高折射率光学树脂单体分子设计、合成及性能研究

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作者：

申烦

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摘要：

光学树脂是一类具有优异光学性能的光学材料,可制成光学膜应用于光学镜片和不同显示器,其具有透明、质轻、易加工等特征,在光学产业和光学显示研究中应用十分广泛。色散和折射率是光学材料的基本性能,为了使光学透镜体积减小、质量降低和曲率变小以及提高装置显示性能,使液晶显示屏更亮,就必须提高光学材料的折射率。目前市场上国产大多数光学树脂的折射率在1.60以下,主要有聚碳酸酯(PC)、丙烯基二甘醇碳酸酯(CR-39)和聚甲基丙烯酸酯(PMMA)等几种,而高于1.6以上的光学材料较少,完全依赖进口,不满足我国现代光学器件的轻量化、微型化等特性要求,限制了国内光学树脂的发展。本文分别以芴环、萘环和五元芳香杂环为中心基团、乙氧基为柔性链以及丙烯酸酯为末端基团合成了三个系列光学树脂化合物13种,目标化合物及部分中间体均经过IR、1HNMR、13CNMR和MS进行结构鉴定,通过阿贝折射仪测量目标化合物的折射率和阿贝数。测试结果显示,所有化合物的分子结构正确,新型化合物的折射率均超过1.61,最高达到1.67,为制备高折射率光学树脂提供了良好素材。为了合成具有高折射率、低色散的树脂化合物,其结构中引入摩尔折射率较大的硫原子和芳环基团。文中以环硫、硫醚以及噻二唑的方式引入硫原子,通过含硫单体折射率与阿贝数的比较,揭示硫原子存在方式对聚合物光学性能指数的影响作用。

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关键词：

光学树脂；高折射率；硫原子；合成；光学性能

学位级别：

硕士

DOI：

CNKI:CDMD:2.1017.007065