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14种光学塑料的学习资料特点 14种光学塑料的学习资料特点 14种光学塑料的学习资料特点 种光学塑料的资料特点 一、光学塑料分类 塑料资料一般分为热塑性和热固性 塑料。热塑性塑料指的是可屡次加热仍可塑的塑料。光学塑 料大多数为热塑性塑料，常用的有： 聚甲基丙烯酸甲脂 PMMA） 聚苯乙烯（ PS） 聚碳酸脂 （ PC）等。 热固性塑料：指的是在所用的合成树脂在加热初期消融， 拥有可塑性，连续加热则随着化学反应燮硬使形状固定不再发生变化。常 用的资料有： 烯丙基二甘醇碳酸脂（ CR-39） 环氧光学塑 料 二、主要的光学塑料 1. 聚甲基丙烯酸甲脂 PMMA Polymethylmethacrylate ， 简称 PMMA，也称 Acrylic 。摩尔量约为 50 万 ---100 万，（摩尔量对聚合物的性能有很大的 影响） nd=，色散系数 Vd=，是“王冕”资料，透过率约 92%，加速老化后 240H透过率还能够达到 92%，在室外使用 10 年后只降到 88%，能透过波长 270nm以上的紫外光。 PMMA能透过 X 射线和 Y 射线，其薄片能透过α射线和β射线，但是能吸 收中子线。 PMMA密度为 m3，在 20℃ *109Pa 时的平均吸水 率为 2%，在所有光学塑料中它的吸水率最高，弹性模量为 *109Pa ，泊松比为，抗张强度为 (462---703) *109Pa 。 PMMA 的线形膨胀系数为 *10-5 K-1 ，比 K9 玻璃大 10 倍，但 PMMA 从高温冷却时的光学记忆即组件恢复到它原来尺寸的性能 要比玻璃好，它的折射率随温度的变化  dn/dt  为 *10-5  ，比 K9 玻璃大出约  30 倍，但是它是负值。热导率为  (m*k)  ，比热 容为  1465J/(kg*k)  ，它的玻璃化温度为  105℃，消融温度为 180℃。 PMMA耐稀无机酸去污液，油脂和弱碱的性能优异， 耐浓无机酸中等， 不耐醇， 酮，溶于芳烃， 氯化烃有机溶剂， 为强碱及温热的 NaOH，KOH所损害，与显影液不起反应。 PMMA 有优异的耐天气性，在热带天气下曝晒多年，它的透明度和 色彩变化小。 PMMA目前于广泛被用于制造照相机，摄录一 体机，投影机，光盘读出头以及军用火控和制导系统中的非 球面透镜和反射镜，还用来制造菲涅尔透镜，微透镜数组， 隐形眼镜，光纤，光盘基板等零件。 2. 聚苯乙烯 PS Polystyrene ，简称 PS，也称 Styrene 。 这是一种火石类热塑性光学塑料，尽管它的抗紫外辐射性 能，抗划伤性能都不如 PMMA，但它折射率高， nd=—，阿贝 系数小 Vd=，所以当它和 PMMA组合时能够成为对 F 和 C 谱线 进行校正的消色差透镜，二级光谱的校正一般比玻璃的消色 差透镜还要更好一些。 它的透过率为 88%，它的双折射率较 大，在阳光作用下聚苯乙烯简单变黄。  PS  能自由着色，无 嗅无味无毒，不致产生霉菌，吸湿性小吸只有  %。  PS  热变形 温度为  70--98  ℃，与配方及后办理有关，  它的最高连续使用 温度为 60--80 ℃，成型缩短率为 %，其零件经退火办理可减 少内应力还可提高机械强度，无前因热变形温度，采用退火 清楚度一般比实质的热变形温度低  5--6  ℃。  PS的导热系数 不随温度发生变化，所以能作优异的冷冻绝热资料。  PS  的 比热容温度有明显变化，是塑料中比热较低的一种，在高真 空中和在 330--380 ℃内将激烈地热降解放出 43%的挥发物， 41%为苯乙烯， 2%是甲苯，并残留下二聚三聚四聚及多聚物 为 57%。 PS 能耐某些矿物油，有机酸，碱，盐，低能醇及它们的水溶液，受好多酮类，高级脂肪酯等损害而消融，溶 于芳烃，如苯，甲苯，乙苯及苯乙烯单体等。 PS 是最耐辐 射的聚合物之一，要合性能发生变化须施加很大批的辐射 能。 PS 是树脂中易成型加工的品种之一，拥有成型温度和 分解温度相差大，熔融粘度低，尺寸牢固的特点，可用模压 成型，也大批用于注塑成型， 但它的脆性比其他光学塑料大， 所以易开裂，在切浇口时应注意防范破裂，它还能够用一般的 金属或木材加工工具进行机械加工，如钻，锯，切等。 PS 除与 PMMA组成消色差的透镜外还用于复制光栅组件。 为改 善 PS的性能， 开发出一些改良品种， 如由 70%的聚苯乙烯和 30%和丙烯酸甲脂共聚形成新的光学塑料 NAS。 另一种共聚 物是丙烯腈—苯乙烯的共聚物称为 SAN，主要用在工程塑料 制品，光学上主要用作窗口，基本保持了 PS的透明度，但 仍有发黄的趋势， nd=，最高使用温度 75--90 ℃，热