用来制造眼镜片的树脂材料是由高分子有机化合物,经模压浇铸成型或注塑成型制成的光学树脂材料。树脂材料可分为热固性和热塑性两种。
热固性材料具有加热后硬化的性质,受热不会变形。目前市场上大部分的眼镜片使用这种材料制造,主要代表为CR-39材料。
热塑性材料具有加热后软化的性质,适合于热塑和注塑,主要代表为聚碳酸酯材料。
一、光学树脂材料的主要性能
常用的光学树脂材料有CR—39、PMMA和PC三大类型。
(一)CR—39(dially glycol carbonales)
CR—39材料即丙烯基二甘醇碳酸酯,属热固性材料,采用模压浇铸成型法制造。
目前,矫正视力的树脂镜片大都采用CR—39树脂材料。
该树脂材料是1942年由美国PPG公司哥伦比亚研究所研制开发出来,是美国空军所研制的一系列聚合物中的第39号材料,故被称为“哥伦比亚树脂第39” 。
CR—39被用于生产矫正眼镜片是在1955年至1960年,当时生产出第一代超轻、抗冲击的树脂镜片。
(二)PMMA
PMMA材料即聚甲基丙烯酸甲酯,俗称“有机玻璃”,属热塑性材料,采用注塑成型法制造。
PMMA材料早在20世纪50年代就被用于制造眼镜片,但是由于该材料受热容易变形,并且耐磨性比较差,很快就被CR—39材料所取代。
(三)PC
PC材料即聚碳酸酯,属热塑性材料,采用注塑成型法制造。
PC材料大约在1955年就被研制出来,但是在视光学领域的应用是近几年的事情。PC材料以其优越的性能重新将热塑性材料带回了眼镜片领域,并被视光学专业人士认定为是21世纪的主导镜片材料。
CR—39、PMMA和PC材料具体的性能特点见表3-6所示。
表3-6光学树脂材料镜片性能
性能/种类 CR-39 PMMA PC 性能特点比较 折射率(ne) 1.498 1.491 1.586 PC>CR-39 >PMMA 阿贝数(Ve) 57.8 57.6 29.9 CR-39>PMMA>PC 透光率(%) 89-92 92 85-91 基本相同,PC略差 密度 1.32 1.19 1.20 CR-39>PC>PMMA 耐磨性(H) 4H 2H B CR-39>PMMA>PC 耐冲击性(Kg-cm/cm2) 2.4 5.6 92 PC>PMMA>CR-39 耐热性(°C) >210 118 153 CR-39>PC>PMMA
二、光学树脂材料的主要特点及用途
(一)主要特点
与玻璃等镜片材料相比,光学树脂材料最突出的优点如下:
1、重量轻
重量轻是光学树脂材料最大的特点,其重量约为玻璃镜片的一半。
2、抗冲击性强
光学树脂材料的另外一个突出的特点是抗冲击性强,比玻璃高10倍,安全性好。
此外,光学树脂材料的化学稳定性好、透光度好、有极佳的着色性,可染成各种颜色以及具有吸收紫外线和成形加工性好等。
光学树脂材料最大的缺点是:硬度低、易划痕、耐热性能差、易变形,采用该类材料制造的眼镜片厚度要比玻璃镜片厚。
为了减少镜片的边缘厚度,目前,市场上又推出了折射率为1.56—1.71的树脂镜片。一般按折射率来分,折射率≤1.56的镜片称为“中折射率”树脂镜片,折射率为1.60以上的镜片称高折射率树脂镜片。
(二)主要用途
光学树脂材料的用途可按材料来分,详见下表3-7所示。
表3-7光学树脂材料镜片的主要用途
材料名称 主要用途 CR-39 矫正视力用镜片、太阳镜用镜片、偏光镜片、白内障镜片 PMMA 太阳镜用镜片、角膜接触镜 PC 工业用护目镜、偏光镜片、体育运动用镜片
三、光学树脂镜片的表面处理
如上所述,光学树脂镜片除具有各种优点之外,其最大的缺点是表面硬度差,容易划痕,因此,需要对其表面进行各种处理。常见的表面处理有加硬膜、多层防反射膜和加硬多层防反射膜处理等。加硬膜处理的目的是为了增加镜片表面的硬度,使其接近玻璃的硬度;防反射膜处理的目的是增加可见光的透光率和防紫外线的性能。另外,在其表面还进行缓冲膜处理以保持和增强其抗冲击性能,以及憎水膜处理,用来提高镜片表面防水防雾的能力等。
第四节其它镜片材料
用于制造眼镜片的材料除了玻璃镜片材料、光学树脂镜片材料以外,还有晶石材料。
水晶石是一种天然透明的石英结晶体,主要成分为二氧化硅,其折射率和密度略高于光学玻璃。
水晶的主要优点是:硬度高、耐高温、耐摩擦、不易潮湿等。其主要的缺点是:重量较重、研磨加工困难。用水晶石材料磨制成的眼镜片称为“水晶石镜片”,常用的有天然水晶石和人工水晶石两种。每种按颜色又可以分为白水晶和茶水晶两种。由于水晶石中大多含有各种杂质,棉状或冰冻状花纹等,所以,其光学性能远不如光学玻璃优良、目前,已逐渐被光学玻璃或光学树脂材料所代替。
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