Чому політіол 504 домінує у складі оптичних смол із високим{1}}індексом

Посібник для розробників щодо показника заломлення, числа Аббе, співвідношення NCO/SH і кінетики затвердіння для політіоуретанових лінз із високим{0}}індексом

Політіол 504 забезпечує показник заломлення 1,6300–1,6350 із числом Аббе 34–36.Щоб отримати максимальну віддачу від цього, потрібно більше, ніж просто вибрати правильний мономер - співвідношення NCO/SH, вміст води та цикл затвердіння – усе це визначає, чи буде кінцева лінза прозорою чи матовою, тонкою чи товстою, довговічною чи крихкою.

Цей посібник охоплює:молекулярна структура, ключові специфікації, компроміс між-}індексом заломлення та Аббе, діапазон рецептур NCO/SH, кінетика затвердіння та параметри якості для перевірки кожної партії.

вступ

Пацієнт заходить в оптику з рецептом -8.00. Стандартні лінзи CR-39 у цьому рецепті мали б товщину по краю приблизно 8 мм. Об’єктив з індексом 1,60 скорочує це приблизно до 5 мм. Різниця важлива для пацієнта. Це також має значення для розробника рецептури, який вибирає мономер

Показник заломлення – це заголовне число для лінз із високим{0}}індексом. Але воно не єдине.Число Аббе, яке вимірює хроматичну дисперсію, визначає, чи бачить пацієнт кольорову окантовку на краях лінзи. Вміст води в мономері визначає наявність бульбашок у затверділій лінзі. Молярне співвідношення NCO/SH визначає, чи смола твердне повністю чи залишається м'якою.

Політіол 504 (CAS 131538-00-6), також відомий як 4-(меркаптометил)-3,6-дитіа-1,8-октандитіол, знаходиться в центрі цього балансу. Ця стаття охоплює хімічний склад, дані та параметри рецептури, які мають значення під час використання в системах політіоуретанових лінз.

Чим Polythiol 504 відрізняється

П'ять атомів сірки в компактному каркасі С7

Молекула побудована на основі пропану. Три тіольні (-SH) групи звисають від нього - одна безпосередньо на першому вуглеці, дві з’єднані через етилтіо зв’язки, кожна з яких несе кінцевий тіол.П'ять атомів сірки знаходяться в компактному каркасі C7.

Щільність сірки є тим, що визначає показник заломлення. Світло сповільнюється, коли воно проходить через середовище з більшою кількістю поляризованих електронів. Сірка має більше електронів, ніж кисень або вуглець, і сірка-сірчані зв’язки поляризуються краще, ніж карбон-вуглецеві зв’язки. Упакуйте п’ять атомів сірки в молекулу з молекулярною масою лише260,53 г/моль, і показник заломлення піднімається до1,6300–1,6350 при 20 градусах.

Трифункціональна архітектура будує зшиті мережі

Три тіолові групи роблять його трифункціональним. Під час затвердіння кожен тіол реагує з ізоціанатною (-NCO) групою з утворенням тіоуретанового зв’язку (-NH-CO-S-).Три тіоли на молекулу означають три точки з’єднання, який створює три{0}}вимірну зшиту мережу. Вища щільність зшивання надає отвердженій смолі кращу механічну міцність і термічну стабільність, ніж бифункціональний тіол.

Гнучкі розпірки покращують ударостійкість

Етилтіозв'язки між тіоловими групами вводять гнучкість в магістраль. Чисто жорстка політіоуретанова мережа була б крихкою.Короткі -(CH2)2-S-спейсери дозволяють деяке поглинання енергіїбез шкоди для високого показника заломлення, який забезпечують атоми сірки.

Основні специфікації для виробників рецептур

Короткий огляд довідкових даних

При виборі Polythiol 504 для складу лінз важливі такі цифри:

Чому вміст води є прихованою змінною

Вміст води менше або рівний 500 ppm є критичним.Ізоціанати реагують з водою з утворенням вуглекислого газу, який створює бульбашки в затверділій лінзі. Утримання води нижче 500 ppm запобігає появі цієї побічної реакції в кінцевому продукті. Показник заломлення 1,6300–1,6350 відноситься до сирого мономеру. Після взаємодії з діізоціанатом затверділа політіоуретанова мережа матиме показник заломлення, який визначається повною сумішшю, як правило, у1,59–1,67 діапазон.

Компроміс між показником заломлення та числом Аббе-

Чому вищий індекс зазвичай означає більше кольорової окантовки

Для оптичних матеріалів існує загальне правило: зі збільшенням показника заломлення число Аббе зменшується.Вищий індекс зазвичай означає більшу дисперсію, що означає більше кольорової окантовки.

Політіол 504 кидає виклик цьому правилу через свою молекулярну структуру. Атоми сірки підвищують показник заломлення, але етилтіо зв'язки вводять електронну делокалізацію, яка пом'якшує дисперсію. У системі лінз з індексом 1,60 склади з використанням Polythiol 504 досягаютьАбба номер 34–36.

Порівняння з іншими матеріалами для лінз

Для контексту стандартний об’єктив CR-39 з індексом 1,50 має число Аббе приблизно58. Об’єктив MR-7 з індексом 1,67 має число Аббе приблизно32. Політіол 504 у системі 1.60 має середній - значно вищий індекс, ніж CR-39, із прийнятною хроматичною характеристикою.

Чому число Аббе залежить-від формулювання

Число Аббе є властивістю затверділої смоли, а не необробленого мономеру.Це залежить від повної мономерної суміші та вибору ізоціанату. Ось чому постачальники, які публікують окремий номер Аббе для політіолу, вводять в оману. Правильний підхід полягає в тому, щоб запитати дані про число Аббе для конкретної формули.

Молярне співвідношення NCO/SH: важлива змінна рецептуриs Більшість

Робочий діапазон: від 0,8 до 1,2

Молярне співвідношення NCO/SH - ізоціанатних груп до тіолових груп - визначає, чи сітка повністю твердне. Для систем політіоуретанових лінз типовий робочий діапазон становитьвід 0,8 до 1,2. При 1,0, стехіометричному балансі, кожен сержант знаходить SH і навпаки. На практиці часто використовується невеликий надлишок одного з компонентів для компенсації побічних реакцій або коригування кінцевих властивостей.

Що відбувається за межами діапазону

Нижче 0,8 тіольні групи, що не прореагували, залишаються в смолі, що може викликати запах і зменшити щільність зшивання.Вище 1,2 ізоціанат, що не прореагував, з часом може реагувати з вологою, викликаючи пожовтіння або помутніння.

Опублікований приклад рецептури

Приклад формулювання з китайського патенту ілюструє практичний підхід. До складу входять40 гПолітіол 504, 15 г ізофталевого диметилізоціаната, 35 г ізофорондіізоціаната та 7,5 г тетраакрилату пентаеритриту як спів-мономера. Отриманий оптичний матеріал має показник заломлення1.662–1.693залежно від конкретного варіанту рецептури, з коефіцієнтом пропускання видимого світла вище90%.

Зверніть увагу на використання двох різних ізоціанатів. Ізофталевий диметилізоціанат сприяє жорсткості та показнику заломлення. Ізофорондіізоціанат, будучи аліфатичним, сприяє атмосферостійкості та ударній міцності.Змішування ізоціанатів є поширеною технікою для збалансування кількох властивостей в одній смолі.

Кінетика затвердіння та вибір каталізатора

Кінетика першого-порядку з XDI

В опублікованому дослідженні кінетики затвердіння Polythiol 504 з м-ксилілендіізоціанатом (XDI) використовувався триетиламін як каталізатор і вимірювалася реакція за допомогою FTIR при 75 градусів –105 градусів.Реакція відбувається за-кінетикою першого порядкущодо концентрації ізоціанату.Енергія активації 100,23 кДж/моль.Більш високий вміст каталізатора скорочує час гелеутворення. Від’ємна ентропія активації свідчить про жорсткий перехідний стан під час кроку-визначення швидкості.

Практичні наслідки для виробництва

На практиці це означає три речі. По-перше, швидкість лікування є передбачуваною та може бути змодельована, що допомагає при плануванні тривалості циклу. по-друге,збільшення концентрації каталізатора має лінійний вплив на час гелеутворення, тому завантаження каталізатора є простим циферблатом для регулювання швидкості затвердіння. По-третє,Діапазон 75 градусів –105 градусівде реакція протікає з -відповідною для виробництва швидкістю. При температурі нижче 75 градусів затвердіння стає непрактично повільним без більшого завантаження каталізатора.

Застосування за межами окулярних лінз

Автомобільне скління

Політіоуретан із високим-індексом можна відливати в легкі, ударостійкі-віконні панелі. Тут показник заломлення менш критичний, ніж ударна міцність і оптична прозорість, але той самий мономер служить для обох цілей.

УФ{0}}покриття та клеї

Тіольні групи беруть участьтіол{0}}енові реакції під ультрафіолетовим світлом, утворюючи зшиті мережі при кімнатній температурі. Це дозволяє наносити покриття на чутливі-до тепла основи, де термічне затвердіння неможливо.

Епоксидні затверджувачі

Тіол-епоксидні системи твердіють швидше за нижчих температур, ніж амін-епоксидні системи.Політіол 504 забезпечує три реактивні центри на молекулу, що забезпечує високу щільність зшивання при кімнатній температурі.

Захоплення важких металів

Тіольні групи хелатують іони важких металів. Політіол 504 використовується для очищення стічних вод і відновлення металів.

Параметри якості та консистенція партії

Чому консистенція партії має більше значення, ніж максимальна чистота

Для оптичних застосувань узгодженість-від-партії має таке ж значення, як і абсолютна чистота.Зміна вмісту тіолу з 37% до 36% зміщує стехіометричний баланс і може знизити співвідношення NCO/SH у рецептурі, оптимізованій для однієї партії.

Чотири параметри сертифіката автентичності для перевірки кожної партії

Вміст тіолів шляхом титрування- визначає еквівалентну вагу для стехіометричних обчислень.

Показник заломлення при 20 градусах- виміряно на необробленому мономері.

Вміст води титруванням за Карлом Фішером- запобігає утворенню бульбашок CO₂ під час затвердіння.

Колір APHA- вказує на наявність продуктів окислення або домішок, які можуть вплинути на кінцевий колір лінзи.

Alfa Chemical постачає Polythiol 504 від нашогоЧженчжоу, Китайустанова з-сертифікатом автентичності, який повідомляє про виміряні значення для всіх цих параметрів. Щоб отримати підтримку рецептури або зразок сертифіката автентичності, зв’яжіться з нами через нашЗв'яжіться з намисторінку. Для відповідних оптичних мономерів і політіолів диворганічні будівельні блокидіапазон.

Резюме

Що потрібно пам'ятати розробникам

Політіол 504 забезпечує aпоказник заломлення 1,6300–1,6350в сирому мономері і анАбба номер 34–36в системах лінз з індексом 1,60. Трифункціональна структура створює зшиті політіоуретанові мережі з хорошими механічними властивостями. TheСпіввідношення NCO/SH слід підтримувати в межах 0,8–1,2для повного лікування.Вміст води нижче 500 ppmзапобігає утворенню бульбашок. Кінетика затвердіння має перший-порядок, з енергією активації 100,23 кДж/моль.

Дані в цій статті взято з опублікованої літератури та специфікацій постачальника. Розробники рецептур повинні перевірити-спеціальні значення партії за сертифікатом автентичності та провести власні тести на придатність у фактичних умовах виробництва.

Специфікації Polythiol 504, сертифікат автентичності або дослідницький зразок дивсторінка товаруабозверніться до нашої технічної команди.