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光學(xué)材料更新?lián)Q代 聚合物成光學(xué)市場新力軍
發(fā)表時間:2011-7-3 瀏覽量:1541

隨著全球科技的發(fā)展,聚合物光學(xué)材料的使用變得更加廣泛。如近年來光折變材料、光波導(dǎo)材料、非線性光學(xué)材料、塑料光學(xué)纖維、梯度折射率材料、光學(xué)涂料等都得到了迅速的發(fā)展。聚合物光學(xué)材料由于其質(zhì)輕、抗沖擊、易成型加工、可染色及優(yōu)異的光學(xué)性能,正逐漸取代無機光學(xué)材料等。

  由于高分子材料自身結(jié)構(gòu)組成上的特點,聚合物光學(xué)材料存在著一定的缺陷,例如表面硬度差、折射率低、吸水率大、耐熱性差等,這些都限制了聚合物光學(xué)材料更廣泛的應(yīng)用。研制和開發(fā)性能優(yōu)異的聚合物光學(xué)材料無疑具有重要的意義和巨大的經(jīng)濟效益。隨著近年來信息科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展,全球發(fā)展對材料提出了越來越高的要求。

  新型注塑成型技術(shù) 推動光學(xué)聚合物發(fā)展

  日前,德國Engel(恩格爾)電機股份有限公司推出了一種新的注塑成型技術(shù),即通過塑化單元部件和注塑過程來生產(chǎn)厚鏡片。這種被稱為optimelt的注塑技術(shù)最先開始運用于產(chǎn)品的預(yù)成型部分,該部分在多個后續(xù)階段都被涂上一層附加膜(通常是同樣的材料

恩格爾用于生產(chǎn)光學(xué)聚合物的注塑成型新技術(shù)

  德國Engel(恩格爾)電機股份有限公司成立于1923年。60年代初期,Engel公司主要生產(chǎn)永磁直流電機,到80年代中期,公司開始致力于三相同步電機的研究與生產(chǎn)。Engel產(chǎn)品主要有:三相同步電機、直流電機、異步電機以及伺服控制器等,廣泛用于汽車、機械、紡織、印刷等行業(yè)。

  眼下,在高成本效益和更為靈活的產(chǎn)品設(shè)計的推動下,越來越多高質(zhì)量的光學(xué)部件所用材料正在由玻璃向聚合物轉(zhuǎn)變,而Engel(恩格爾)也一直致力于研發(fā)此項技術(shù)。“目前我們所面臨的的挑戰(zhàn)是如何在優(yōu)越的光學(xué)品質(zhì)和高成本效益之間尋求平衡點。”Engel發(fā)言人在一個發(fā)布會上表示。

  利用注塑塑料固然存在挑戰(zhàn),例如整個流程包括廣島元素表面的微結(jié)構(gòu)在內(nèi)必須精確成型,以及要減少模具零件的殘余應(yīng)力,還有就是后續(xù)階段涂層的準確應(yīng)用,最后,不同厚度鏡片其有效的光學(xué)表面必須準確圈定,這些對塑料聚合物材料來講都存在一定的挑戰(zhàn)性。

  對此,Engel(恩格爾)表示,相較于單層設(shè)計,多層注塑過程的優(yōu)點在于重涂能夠覆蓋先前一層的遺留痕跡和其他瑕疵,確保達到光學(xué)部件的最好效果。Engel(恩格爾)公司稱,這一特殊優(yōu)點使該技術(shù)很受厚鏡片生產(chǎn)商,如LED鏡片的歡迎。Engel(恩格爾)同時強調(diào),對多層原件在光學(xué)技術(shù)方面應(yīng)用的研究顯示,圖層之間的邊界對光學(xué)照明并沒有影響。

  光學(xué)聚合物優(yōu)缺共存 撼動光學(xué)玻璃霸主地位

  高分子聚合物材料應(yīng)用于光學(xué)領(lǐng)域最早由ArthurKingston開始,他于1934年取得了注射成型塑料透鏡的專利,并將其用在了照相機中。1937年,R.F.Hunter公司制造出了全塑料透鏡的照相機。

  在二戰(zhàn)期間光學(xué)高分子材料被廣泛用來制作望遠鏡、瞄準鏡、放大鏡及照相機上的透鏡。由于受材料的品種少、質(zhì)量差、加工工藝落后等條件的限制,戰(zhàn)后在光學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用曾一度下降。60年代后,隨著合成技術(shù)的發(fā)展,光學(xué)聚合物材料的品種不斷增加,加工工藝也得到了改善,同時出現(xiàn)了表面改性技術(shù),這些因素促成了光學(xué)聚合物的迅速發(fā)展,并形成了獨立的光學(xué)聚合物市場。

光學(xué)鏡片

  與傳統(tǒng)無機光學(xué)材料相比,盡管光學(xué)聚合物材料的耐熱性、耐候性、耐磨性、耐溶劑性、抗吸濕性及光學(xué)均一性(雙折射、光學(xué)畸變)較差,折射率、色散范圍較窄,熱膨脹系數(shù)較大,但是聚合物光學(xué)材料具有密度小、耐沖擊、成本低、加工成型容易等優(yōu)點,近年來得到了廣泛的應(yīng)用。

  與光學(xué)聚合物相比,光學(xué)玻璃的折射率和色散有較大的選擇余地,而光學(xué)塑料的選擇范圍卻十分有限。而光學(xué)產(chǎn)品的透過率是表征樹脂透明程度的一個重要性能指標,一種樹脂的透過率越高,其透光性就越好。透過率的定義為:透過材料的光通量(T2)占入射到材料表面上的光通量(T1)的百分率。但事實上,任何一種透明材料的透光率都達不到100%,即使是透明性最好的光學(xué)玻璃的透光率一般也難以超過95%。

  結(jié)束語:聚合物光學(xué)材料以絕對的優(yōu)勢推翻了光學(xué)玻璃的一統(tǒng)天下,成為了占據(jù)一方的光學(xué)材料霸主。隨著全球科技的迅猛發(fā)展,光學(xué)聚合物很有可能克服其耐熱性差、折射率低等缺點,取代光學(xué)玻璃,成為光學(xué)產(chǎn)品材料的主力軍。

 

摘自網(wǎng)絡(luò)

 
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