Zakaj Polythiol 504 prevladuje v formulacijah optičnih smol z visokim -indeksom

Priročnik za formulatorje glede lomnega količnika, Abbejevega števila, razmerja NCO/SH in kinetike strjevanja politiouretanskih leč z visokim-indeksom

Polythiol 504 zagotavlja lomni količnik 1,6300–1,6350 z Abbejevim številom 34–36.Da bi kar najbolje izkoristili lečo, je potrebno več kot le izbrati pravi monomer - razmerje NCO/SH, vsebnost vode in cikel strjevanja določajo, ali je končna leča prozorna ali motna, tanka ali debela, trpežna ali krhka.

Ta vodnik zajema:molekularna struktura, ključne specifikacije, kompromis lomnega količnika v primerjavi z Abbe-om, obseg formulacije NCO/SH, kinetika strjevanja in parametri kakovosti, ki jih je treba preveriti pri vsaki seriji.

Uvod

Pacient vstopi v optiko z receptom -8.00. Standardne leče CR-39 v tem receptu bi bile na robu debele približno 8 mm. Objektiv z indeksom 1,60 to zmanjša na približno 5 mm. Razlika je pomembna za bolnika. Za formulatorja je pomembno tudi, da izbere monomer

Lomni količnik je naslovna številka za leče z-visokim indeksom. Ni pa edina.Abbejeva številka, ki meri kromatsko disperzijo, določa, ali pacient vidi barvne obrobe na robovih leče. Vsebnost vode v monomeru določa, ali ima utrjena leča mehurčke. Molarno razmerje NCO/SH določa, ali se smola popolnoma strdi ali ostane mehka.

Politiol 504 (CAS 131538-00-6), znan tudi kot 4-(merkaptometil)-3,6-ditia-1,8-oktanditiol, je v središču tega ravnotežja. Ta članek zajema kemijo, podatke in parametre formulacije, ki so pomembni pri uporabi v politiouretanskih sistemih leč.

Po čem je Polythiol 504 drugačen

Pet atomov žvepla v kompaktnem okvirju C7

Molekula je zgrajena na hrbtenici propana. Tri tiolne (-SH) skupine visijo z njega - ena neposredno na prvi ogljik, dve povezani preko etiltio vezi, od katerih vsaka nosi končni tiol.Pet atomov žvepla sedi v kompaktnem okvirju C7.

Ta gostota žvepla poganja lomni količnik. Svetloba se upočasni, ko gre skozi medij z več elektroni, ki jih je mogoče polarizirati. Žveplo ima več elektronov kot kisik ali ogljik in žveplo-žveplove vezi so bolj polarizacijske kot ogljik-ogljikove vezi. Zapakirajte pet atomov žvepla v molekulo z molekulsko maso samo260,53 g/mol, lomni količnik pa se povzpne na1,6300–1,6350 pri 20 stopinjah.

Trifunkcionalna arhitektura gradi zamrežena omrežja

Zaradi treh tiolnih skupin je trifunkcionalen. Med utrjevanjem vsak tiol reagira z izocianatno (-NCO) skupino, da nastane tiouretanska vez (-NH-CO-S-).Trije tioli na molekulo pomenijo tri vezne točke, ki gradi-tridimenzionalno navzkrižno povezano omrežje. Večja gostota zamreženja daje strjeni smoli boljšo mehansko trdnost in toplotno stabilnost, kot bi jo lahko dosegel difunkcionalni tiol.

Fleksibilni distančniki izboljšajo odpornost na udarce

Etiltio vezi med tiolnimi skupinami vnašajo prožnost v hrbtenico. Čisto toga politiouretanska mreža bi bila krhka.Kratki -(CH2)2-S-distančniki omogočajo nekaj absorpcije energijebrez žrtvovanja visokega lomnega količnika, ki ga zagotavljajo žveplovi atomi.

Ključne specifikacije za formulatorje

Referenčni podatki na prvi pogled

Ko izbirate Polythiol 504 za formulacijo leč, so pomembne naslednje številke:

Zakaj je vsebnost vode skrita spremenljivka

Vsebnost vode manjša ali enaka 500 ppm je kritična.Izocianati reagirajo z vodo in tvorijo ogljikov dioksid, ki ustvarja mehurčke v strjeni leči. Ohranjanje vode pod 500 ppm preprečuje, da bi ta stranska reakcija postala vidna v končnem izdelku. Lomni količnik 1,6300–1,6350 velja za surovi monomer. Po reakciji z diizocianatom bo strjena politiouretanska mreža imela lomni količnik, določen s celotno mešanico, običajno v1,59–1,67 območje.

Lomni količnik proti Abbejevemu številu-

Zakaj višji indeks običajno pomeni več barvnih robov

Pri optičnih materialih velja splošno pravilo: z naraščanjem lomnega količnika se Abbejevo število zmanjšuje.Višji indeks običajno pomeni večjo disperzijo, kar pomeni več barvnih obrob.

Polythiol 504 izziva to pravilo zaradi svoje molekularne strukture. Žveplovi atomi povečajo lomni količnik, vendar etiltio vezi povzročijo delokalizacijo elektronov, ki ublaži disperzijo. V sistemu leč z indeksom 1,60 formulacije, ki uporabljajo Polythiol 504, dosežejoAbbejeva številka 34–36.

V primerjavi z drugimi materiali leč

Za kontekst ima standardni objektiv CR-39 z indeksom 1,50 Abbejevo število približno58. Objektiv MR-7 z indeksom 1,67 ima Abbejevo število približno32. Polythiol 504 v sistemu 1,60 je na sredini - z bistveno višjim indeksom kot CR-39 s sprejemljivo kromatsko zmogljivostjo.

Zakaj je Abbejeva številka-odvisna od formulacije

Abbejeva številka je lastnost strjene smole, ne surovega monomera.Odvisno je od celotne mešanice monomerov in izbire izocianata. Zato so dobavitelji, ki objavljajo samostojno številko Abbe za politiol, zavajajoči. Pravilen pristop je zahtevati podatke o Abbejevem številu pri določeni formulaciji.

Molarno razmerje NCO/SH: spremenljivka formulacije, ki je pomembnas Večina

Delovno območje: 0,8 do 1,2

Molarno razmerje NCO/SH - izocianatnih skupin proti tiolnim skupinam - določa, ali se mreža popolnoma strdi. Za politiouretanske sisteme leč je tipično delovno območje0,8 do 1,2. Pri stehiometričnem ravnovesju 1,0 vsak podčastnik najde SH in obratno. V praksi se rahel presežek ene komponente pogosto uporablja za kompenzacijo stranskih reakcij ali prilagoditev končnih lastnosti.

Kaj se zgodi zunaj območja

Pod 0,8 ostanejo v smoli nereagirane tiolne skupine, ki lahko povzroči neprijeten vonj in zmanjša gostoto zamreženja.Nad 1,2 lahko nezreagirani izocianat sčasoma reagira z vlago, kar povzroči porumenelost ali meglico.

Objavljen primer formulacije

Primer formulacije iz kitajskega patenta ponazarja praktični pristop. Sestava vključuje40 gPolitiol 504, 15 g izoftalnega dimetil izocianata, 35 g izoforon diizocianata in 7,5 g pentaeritritol tetraakrilata kot ko-monomera. Nastali optični material je dosegel lomni količnik1.662–1.693odvisno od specifične različice formulacije, s prepustnostjo vidne svetlobe zgoraj90%.

Upoštevajte uporabo dveh različnih izocianatov. Izoftalni dimetil izocianat prispeva k togosti in lomnemu količniku. Izoforon diizocianat, ki je alifatski, prispeva k vremenski odpornosti in udarni trdnosti.Mešanje izocianatov je običajna tehnika za uravnoteženje več lastnosti v eni smoli.

Kinetika utrjevanja in izbira katalizatorja

Kinetika-prvega reda z XDI

Objavljena študija o kinetiki utrjevanja politiola 504 z m-ksililen diizocianatom (XDI) je uporabila trietilamin kot katalizator in izmerila reakcijo s FTIR pri 75 stopinjah –105 stopinjah.Reakcija sledi-kinetiki prvega redaglede na koncentracijo izocianata.Aktivacijska energija je 100,23 kJ/mol.Višja vsebnost katalizatorja skrajša čas geliranja. Negativna entropija aktivacije kaže na togo prehodno stanje med korakom-določanja stopnje.

Praktične posledice za proizvodnjo

V praksi to pomeni tri stvari. Prvič, stopnja ozdravitve je predvidljiva in jo je mogoče modelirati, kar pomaga pri načrtovanju časa cikla. Drugič,povečanje koncentracije katalizatorja ima linearni učinek na čas geliranja, zato je nalaganje katalizatorja preprosta številčnica za prilagajanje hitrosti strjevanja. Tretjič,Razpon 75 stopinj –105 stopinjkjer reakcija poteka pri -relevantnih hitrostih proizvodnje. Pod 75 stopinjami strjevanje postane nepraktično počasno brez večje obremenitve s katalizatorjem.

Uporaba zunaj leč za očala

Avtomobilska zasteklitev

Politiouretan z visokim-indeksom je mogoče vliti v lahke,-odporne okenske plošče. Lomni količnik je tu manj kritičen kot udarna trdnost in optična čistost, vendar isti monomer služi obema namenoma.

UV{0}}premazi in lepila

Tiolne skupine sodelujejo prireakcije tiol{0}}ena pod UV svetlobo, ki tvori zamrežene mreže pri sobni temperaturi. To omogoča premaze na podlagah,-občutljivih na toploto, kjer termično utrjevanje ni mogoče.

Sredstva za strjevanje epoksidov

Tiol-epoksidni sistemi se strjujejo hitreje pri nižjih temperaturah kot amin-epoksi sistemi.Polythiol 504 zagotavlja tri reaktivna mesta na molekulo, kar omogoča visoko gostoto zamreženja pri sobni temperaturi.

Zajetje težkih kovin

Tiolne skupine kelirajo ione težkih kovin. Polythiol 504 se uporablja pri čiščenju odpadne vode in predelavi kovin.

Parametri kakovosti in doslednost serije

Zakaj je doslednost serije pomembnejša od najvišje čistosti

Pri optičnih aplikacijah je doslednost--serij pomembna enako kot absolutna čistost.Sprememba vsebnosti tiola s 37 % na 36 % premakne stehiometrično ravnotežje in lahko izniči razmerje NCO/SH v formulaciji, ki je bila optimizirana za eno serijo.

Štirje parametri potrdila o originalnosti, ki jih je treba preveriti pri vsaki seriji

Vsebnost tiola s titracijo- določa ekvivalentno težo za stehiometrične izračune.

Indeks loma pri 20 stopinjah- izmerjeno na surovem monomeru.

Vsebnost vode s titracijo po Karlu Fischerju- preprečuje nastajanje mehurčkov CO₂ med sušenjem.

APHA barva- označuje prisotnost produktov oksidacije ali nečistoč, ki lahko vplivajo na končno barvo leč.

Alfa Chemical dobavlja Polythiol 504 iz našega podjetjaZhengzhou, Kitajskaobjekt s potrdilom o originalnosti-za serijo, ki poroča o izmerjenih vrednostih za vse te parametre. Za podporo pri formulaciji ali vzorec potrdila o originalnosti nas kontaktirajte prek našeKontaktirajte nasstrani. Za sorodne optične monomere in politiole glejte našeorganski gradnikiobseg.

Povzetek

Kaj si morajo formulatorji zapomniti

Polythiol 504 zagotavlja alomni količnik 1,6300–1,6350v surovem monomeru in anAbbejeva številka 34–36v sistemih leč z indeksom 1,60. Trifunkcionalna struktura gradi zamrežene politiouretanske mreže z dobrimi mehanskimi lastnostmi. TheRazmerje NCO/SH naj bo v območju 0,8–1,2za popolno ozdravitev.Vsebnost vode pod 500 ppmpreprečuje nastanek mehurčkov. Kinetika strjevanja je prvega-reda z aktivacijsko energijo 100,23 kJ/mol.

Podatki v tem članku izvirajo iz objavljene literature in specifikacij dobavitelja. Formulatorji bi morali preveriti-specifične vrednosti za serijo glede na potrdilo o originalnosti in izvesti lastno testiranje primernosti v dejanskih proizvodnih pogojih.

Za specifikacije Polythiola 504, potrdilo o originalnosti ali raziskovalni vzorec glejtestran izdelkaozkontaktirajte našo tehnično ekipo.