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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
℃内将剧烈地热降解放出
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
受许多
酮类,高级脂肪酯等侵蚀而软化,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量的辐
射能.
PS是树脂中易成型加工的品种之一,具有成型温度和分解温度相差
大,熔融粘度低,尺寸稳定的特点,可用模压成型,也大量用于注塑成型,但它的脆性比其它光学塑料大,因此易开裂,在切浇口时应注意防止破裂,它还能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=1.567,最高使用温度75--90℃,热变形温度82--105℃,线形膨胀系数(6.5—6.7)*10-5K-1,密度为1.06kg/m3---1.08kg/m3.
3,聚碳酸脂(Polycarbonate称PC)
综合性能优良的热塑性塑料,有良好的耐热性,耐寒性,并在较宽温度范围内(-135℃---+120℃)保持高的机械强度,尺寸稳定性好,温度升高到105℃时材料的线性尺寸增加0.07%,有很高的冲击强度,延展性好,具有均匀的成型收缩率,吸水率低,在水中浸泡24H仅增重0.13%,但不易进行机械加工,注塑成型是最常用的方法.
密度为1.20kg/m3,本色呈淡黄色,加点淡蓝色后得到无色透明制
品.nd=1.586,vd=34.0,透过率为88%,PC的机械特性是韧而剛,無缺口抗衝擊強度在熱塑性塑膠中名列前茅,成型收縮率穩定在
0.5%--0.7%.
性能
機械性能
數值
密度
1.2kg/m3
線膨脹係數
7.0*10-5K-1
吸水率
0.24%
熱變形溫度
135--143℃
拉伸強度
61.74MPa
長期使用最高溫度
℃
110
彎曲強度
93.1MPa
電阻率
108Ω*m
缺口耐衝擊強度
127.4J/m
擊穿電壓強度
90mv/m
表面硬度
M70
耐電弧性
120/s
熱性能
結晶熔點
263℃
可燃性
自熄
熔融溫度
220--230℃
平均線膨脹係數
脆化溫度
(25-85℃)K
-1
6.53*10
-5K-1
<
-100
玻璃化溫度
145-150℃
載荷下變形溫度
最高使用溫度
135℃
181.8986*10
4Pa時
138℃
比熱容
1172J/(kg.k)
45.4746*10
143℃
熱導率
0.1975w/(m.k)
PC在室温下耐水,稀酸,氧化剂,还原剂,盐,油,脂肪烃的侵蚀,不耐碱,胺,
酮,芳香烃的侵蚀,在很多有机液体为蒸气中溶胀,并导致应力开裂,溶于二氯甲烷,二氯霉素乙烷,甲酚,二恶烷中,长期致于水中会水解破裂导致脆化.
PC在水中正常吸濕性為0.15%,溫水中肖水為0.35%,沸水中吸水為
0.58%,能耐60攝氏度的水溫.
由於PC的光學常數與PS相似,所以可以和PMMA組成消色差透鏡.
光學塑膠的折射率是波長
λ(μm)的函數,可以用下列公式計算:
2
-2
-4
-6
-8
n(λ)=A0+A1
λ+A2
λ+A3λ
+A4λ+A5
λ
三種塑膠係數如下:
係數
PMMA
PC
A0
2.185936
2.445984
2.428386
A1
-5
8.0*10
2.2*10
-3.9*10
A2
1.45315*10
2.72989*10
2.87574*10
A3-5.6315*103.0121*10-1.979*10
A4
9.4903*10
8.8893*10
1.48359*10
A5
-3.9023*10-6
-1.7571*10-6
1.3865*10-6
4,苯乙烯和丙烯酸脂的共聚物,簡稱:
NAS
70%的苯乙烯和30%的丙烯酸脂的共聚物,它和各性能优于聚苯乙
烯.透过率可达90%,折射率nd可达1.533—1.567之间变化,vd=35,可
以被用来作样正色差的第二种材料,但它一般只用来作薄透镜.
5,烯丙基二甘醇碳酸脂(Allgldiglycolcarbonate,简称ADC或CR-39)
它是目前在光学领域中最主要的一种热固性材料,因此这种材料通常用浇铸的方法成形,澆注在玻璃模具中,一般在140℃的溫度下用17H的時間固化成型.
Nd=1.498,vd=53---57,白光透過率92%,耐磨性,抗衝擊,化學腐蝕的能力強,能經受持續100℃的高溫,短時間內能耐150℃,由於它的收縮率很大(在固化時收縮率達14%)因此它主要用於眼鏡片.
6.新品種
①聚三環癸甲基丙烯酸脂OZ—1000及1011,1012,1013等系列.是日
本日立化工公司開發出一種新型脂環樹脂.
②ARTON
由日本合成橡膠公司(JSR)開發的,在熱塑性樹脂中它的比重最輕,吸水率很小,優於PMMA,有良好的透過,色差小,雙折射率比PC的小,耐熱性好於PMMA和PC,拉伸強度優於PMMA,彎曲彈性模量優於PC,因
此它很適合作非球面透鏡.
③環烯烴共聚物,簡稱COC
COC的主要性能
nd
1.535
1.02kg/cm3
M84-86
vd
56
吸水率(24H
0.01%
75-170
透過率(厚3
92%
彈性模量
2.756-3.448
玻璃轉化溫度85-180
mm,400-700nm
*103Pa
光彈性係數
缺口耐衝
6-7*10-5
/K
*1018cm2/N
-2至-7
擊強度
22-27
室溫
J/m
④環烯烴聚合物(Cyclo—olefinpolymer
簡稱COP)
是日本瑞翁公司開發的另一種非晶型聚烯烴
(Zeonex480等)
Zeonex480與PC,PMMA的性能比較
單位
Zeoner480
PC(光學級)
PMMA(光學級
Nd
-
1.525
1.586
1.491
Vd
55.8
34
57.2
Cm2/N
6.5
7.2
6.0
*1018
雙折射
nm
25
65
20
Kg/m3
1.01
1.20
1.19
飽和吸水率
%
0.01
0.2
0.3
玻璃轉化溫度
140
145
105
荷重彎曲溫度
123
121
90
K-1
7*10-5
8*10-5
MPa
101
93
115
64.3
64
73
透過率
92
鉛筆硬度
H
B
3H
八種主要的光學塑膠特性
八種主要光學塑膠特性
聚苯乙烯NAS
SAN聚碳酸甲基戊聚烯烴Arton
材料聚甲丙烯
脂
烯
脂F
酸甲脂
(PMMA)
TPX
Zeonex
N
1.567-1.571
1.51
1.590
1.533-1.567
1.589
1.467
1.530
1.491
(589.3nm
1.488
1.585
1.558
1.563
1.581
1.4664
1.527
(589nm)
Nc
1.496
1.604
1.575
1.578
1.598
1.473
1.537
(656.3nm
Nf
(486.1nm
30.8
35
34.0
折射率溫度-8.5
系
數(dn/dt)
10-5
變
形
溫
度℃
82
99-104
142
122
100
146
180
/min1820000Pa
2℃
/min450000Pa
最高長期工
作溫度℃
79-88
124
171171
熱導
0.21
0.1-0.1380.12
0.19
0.167
率
W/M.K
混濁度
(
厚<
2%
3%
5%
1.5%1.7%
3.2mm
90%
88%
透過率(厚
高
低
吸水性室溫
(23
2.0
0.7
中等
0.4
0.1
度浸泡一周
8.3
6.5-6.77.0
7
10-5K-1
優點
透過性好折射率高
折射率範圍穩定
耐衝擊化學穩定透光範圍熱穩定性
大
性好
好
5*10-5
Pa-1
光學玻璃和光學塑膠的光學性能
特性
光學玻璃
1.44-1.95
20-90
折射率穩定性
+10-4
折射率均勻性
光壓常數Pa-1
6*10-12
應力雙折射係數Pa-1
3*10-12
熱光學常數(dn/dt)K-1
(-10-+10)*10
密度kg/cm3
2.3-6.2
(50-80)*103
硬度N/mm2
(3-7)*103
熱膨脹係數
(5-10)*10-6
熱穩定性
910-1030
熱導率W/m.K-1
0.5-1.4
比熱容J/kg.K-1
0.308
光學塑膠
1.49-1.61
26-57
+5*10
5*10
-12
3.5*10
4.0*10
(-100--160)*10
1.05-1.32
3
(2-4)*10
(70-100)*10-6
360-420
0.14-0.23
1.2-1.4
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