Защо Polythiol 504 доминира във формулите на оптична смола с висок-индекс

Ръководство на формулатора за индекс на пречупване, число на Абе, съотношение NCO/SH и кинетика на втвърдяване за политиоуретанови лещи с висок{0}}индекс

Политиол 504 осигурява индекс на пречупване от 1,6300–1,6350 с число на Абе 34–36.Извличането на максимума от него изисква повече от просто избиране на правилния мономер - съотношението NCO/SH, съдържанието на вода и цикълът на втвърдяване определят дали крайната леща е прозрачна или мътна, тънка или дебела, издръжлива или чуплива.

Това ръководство обхваща:молекулярна структура, ключови спецификации, коефициент на пречупване спрямо компромис -Abbe, обхват на NCO/SH формулировка, кинетика на втвърдяване и качествени параметри за проверка на всяка партида.

Въведение

Пациент влиза в оптика с рецепта за -8.00. Стандартните лещи CR-39 в тази рецепта биха били с дебелина около 8 мм по ръба. Обектив с индекс 1,60 намалява това до около 5 mm. Разликата има значение за пациента. Също така е важно за формулатора да избере мономер

Индексът на пречупване е основното число за лещите с висок{0}}индекс. Но не е единственият.Числото на Абе, което измерва хроматичната дисперсия, определя дали пациентът вижда цветни ивици по краищата на лещата. Съдържанието на вода в мономера определя дали втвърдената леща има мехурчета. Моларното съотношение NCO/SH определя дали смолата се втвърдява напълно или остава мека.

Политиол 504 (CAS 131538-00-6), известен също като 4-(меркаптометил)-3,6-дитиа-1,8-октандитиол, се намира в центъра на този балансиращ акт. Тази статия обхваща химията, данните и параметрите на формулировката, които имат значение при използването й в системи от политиоуретанови лещи.

Какво прави Polythiol 504 различен

Пет серни атома в компактна C7 рамка

Молекулата е изградена върху пропанов гръбнак. Три тиолови (-SH) групи висят от него - една директно върху първия въглерод, две свързани чрез етилтио връзки, всяка от които носи краен тиол.Пет серни атома се намират в компактна C7 рамка.

Тази плътност на сярата е това, което управлява индекса на пречупване. Светлината се забавя, когато преминава през среда с повече поляризуеми електрони. Сярата има повече електрони от кислорода или въглерода, а сярата-сярните връзки са по-поляризиращи се от въглерод-въглеродните връзки. Опаковайте пет серни атома в молекула с молекулно тегло само260.53 g/mol, а индексът на пречупване се изкачва до1.6300–1.6350 при 20 градуса.

Трифункционалната архитектура изгражда омрежени мрежи

Трите тиолови групи го правят трифункционален. По време на втвърдяването всеки тиол реагира с изоцианатна (-NCO) група, за да образува тиоуретанова връзка (-NH-CO-S-).Три тиола на молекула означават три точки на свързване, който изгражда три{0}}триизмерна омрежена мрежа. По-високата плътност на омрежване дава на втвърдената смола по-добра механична якост и термична стабилност, отколкото може да постигне дифункционален тиол.

Гъвкавите разделители подобряват устойчивостта на удар

Етилтио връзките между тиоловите групи въвеждат гъвкавост в гръбнака. Една чисто твърда политиоуретанова мрежа би била крехка.Късите -(CH2)2-S- разделители позволяват известно усвояване на енергиябез да се жертва високият индекс на пречупване, който серните атоми осигуряват.

Основни спецификации за формулатори

Референтни данни с един поглед

Когато избирате Polythiol 504 за състав на лещи, това са числата, които имат значение:

Защо водното съдържание е скритата променлива

Критично е съдържанието на вода по-малко или равно на 500 ppm.Изоцианатите реагират с вода, за да образуват въглероден диоксид, който създава мехурчета във втвърдената леща. Поддържането на вода под 500 ppm предотвратява тази странична реакция да стане видима в крайния продукт. Индексът на пречупване от 1,6300–1,6350 се отнася за суровия мономер. След като реагира с диизоцианат, втвърдената политиоуретанова мрежа ще има индекс на пречупване, определен от пълната смес, обикновено в1,59–1,67 диапазон.

Компромис между индекса на пречупване срещу числото на Абе

Защо по-високият индекс обикновено означава повече цветни ресни

Има общо правило за оптичните материали: с увеличаване на индекса на пречупване числото на Абе намалява.По-високият индекс обикновено означава по-висока дисперсия, което означава повече цветни ресни.

Политиол 504 предизвиква това правило поради своята молекулярна структура. Серните атоми повишават индекса на пречупване, но етилтио връзките въвеждат електронна делокализация, която намалява дисперсията. В система от лещи с индекс 1,60 формулировките, използващи Polythiol 504, постигатAbbe номер 34–36.

Как се сравнява с други материали за лещи

За контекст, стандартен обектив CR-39 с индекс 1,50 има число на Абе около58. Обектив MR-7 с индекс 1,67 има число на Абе около32. Политиол 504 в система 1.60 се намира в средата - със значително по-висок индекс от CR-39 с приемливо хроматично представяне.

Защо числото на Abbe е-специфично за формулировката

Числото на Абе е свойство на втвърдената смола, а не на суровия мономер.Зависи от пълната мономерна смес и избора на изоцианат. Ето защо доставчиците, които публикуват самостоятелен номер на Abbe за политиол, са подвеждащи. Правилният подход е да поискате данни за номера на Abbe при конкретна формулировка.

Моларно съотношение NCO/SH: Променливата на формулировката, която има значениеs Повечето

Работен диапазон: 0,8 до 1,2

Моларното съотношение NCO/SH - изоцианатни групи към тиолови групи - определя дали мрежата се втвърдява напълно. За системите от политиоуретанови лещи типичният работен диапазон е0,8 до 1,2. При 1.0, стехиометричен баланс, всеки подофицер намира SH и обратно. На практика често се използва лек излишък от един компонент, за да се компенсират страничните реакции или да се коригират крайните свойства.

Какво се случва извън диапазона

Под 0,8 в смолата остават нереагирали тиолови групи, което може да причини миризма и да намали плътността на омрежването.Над 1,2 нереагиралият изоцианат може да реагира с влагата с течение на времето, причинявайки пожълтяване или замъгляване.

Публикуван пример за формулировка

Пример за формулировка от китайски патент илюстрира практическия подход. Съставът включва40 г отПолитиол 504, 15 g изофталов диметил изоцианат, 35 g изофорон диизоцианат и 7,5 g пентаеритритол тетраакрилат като ко-мономер. Полученият оптичен материал постигна индекс на пречупване от1.662–1.693в зависимост от конкретния вариант на формулировка, с пропускливост на видима светлина по-горе90%.

Обърнете внимание на използването на два различни изоцианата. Изофталният диметил изоцианат допринася за твърдостта и индекса на пречупване. Изофорон диизоцианатът, тъй като е алифатен, допринася за устойчивост на атмосферни влияния и якост на удар.Смесването на изоцианати е обичайна техника за балансиране на множество свойства в една смола.

Кинетика на втвърдяване и избор на катализатор

Кинетика от първи{0}}порядък с XDI

Публикувано проучване върху кинетиката на втвърдяване на Polythiol 504 с m-ксилилен диизоцианат (XDI) използва триетиламин като катализатор и измерва реакцията чрез FTIR при 75 градуса –105 градуса.Реакцията следва кинетика от първи{0}}порядъкпо отношение на концентрацията на изоцианат.Енергията на активиране е 100,23 kJ/mol.По-високото съдържание на катализатор скъсява времето за желиране. Отрицателната ентропия на активиране предполага твърдо преходно състояние по време на етапа-определяне на скоростта.

Практически последици за производството

На практика това означава три неща. Първо, степента на излекуване е предвидима и може да се моделира, което помага при планирането на времето на цикъла. Второ,увеличаването на концентрацията на катализатора има линеен ефект върху времето за желиране, така че зареждането на катализатора е прост диск за регулиране на скоростта на втвърдяване. Трето,Диапазон от 75 градуса до 105 градусае мястото, където реакцията протича с -релевантни за производството скорости. Под 75 градуса, втвърдяването става непрактично бавно без по-високо натоварване на катализатора.

Приложения извън лещите за очила

Автомобилно остъкляване

Политиоуретанът с висок-индекс може да се излива в леки, удароустойчиви-прозоречни панели. Индексът на пречупване тук е по-малко критичен от силата на удар и оптичната чистота, но един и същ мономер служи и за двете цели.

UV{0}}втвърдяващи се покрития и лепила

Тиоловите групи участват втиол{0}}енови реакции под ултравиолетова светлина, образувайки омрежени мрежи при стайна температура. Това дава възможност за нанасяне на покрития върху-чувствителни към топлина субстрати, където термичното втвърдяване не е възможно.

Епоксидни втвърдяващи агенти

Тиол-епоксидните системи се втвърдяват по-бързо при по-ниски температури от амин-епоксидните системи.Polythiol 504 осигурява три реактивни места на молекула, което позволява висока плътност на омрежване при стайна температура.

Улавяне на тежки метали

Тиоловите групи хелатират йони на тежки метали. Политиол 504 се използва в приложения за пречистване на отпадъчни води и възстановяване на метали.

Качествени параметри и консистенция на партидите

Защо консистенцията на партидата е по-важна от максималната чистота

За оптични приложения последователността--от партида е толкова важна, колкото и абсолютната чистота.Промяна в съдържанието на тиол от 37% на 36% измества стехиометричния баланс и може да намали съотношението NCO/SH във формулировка, която е оптимизирана за една партида.

Четири параметъра на COA за проверка на всяка партида

Съдържание на тиол чрез титруване- определя еквивалентното тегло за стехиометричните изчисления.

Индекс на пречупване при 20 градуса- измерено върху суровия мономер.

Водно съдържание чрез титруване по Карл Фишер- предотвратява образуването на мехурчета CO₂ по време на втвърдяване.

APHA цвят- показва наличието на продукти от окисляване или примеси, които могат да повлияят на крайния цвят на лещата.

Alfa Chemical доставя Polythiol 504 от нашияДжънджоу, Китайсъоръжение със специфично за партида-COA отчитане на измерените стойности за всички тези параметри. За поддръжка на формулировка или примерен сертификат за автентичност се свържете с нас чрез нашияСвържете се с насстраница. За свързани оптични мономери и политиоли вижте нашияорганични градивни елементидиапазон.

Резюме

Какво трябва да запомнят формулаторите

Политиол 504 доставя aиндекс на пречупване 1.6300–1.6350в суровия мономер и анAbbe номер 34–36в системи с лещи с индекс 1,60. Трифункционалната структура изгражда омрежени политиоуретанови мрежи с добри механични свойства. TheСъотношението NCO/SH трябва да се поддържа в диапазона 0,8–1,2за пълно излекуване.Водно съдържание под 500 ppmпредотвратява образуването на мехурчета. Кинетиката на втвърдяване е от първи-порядък, с енергия на активиране от 100,23 kJ/mol.

Данните в тази статия идват от публикувана литература и спецификации на доставчика. Формулаторите трябва да проверят-специфичните за партидата стойности спрямо сертификат за автентичност и да проведат свои собствени тестове за годност при действителни производствени условия.

За спецификации на Polythiol 504, сертификат за автентичност или проба за изследване вижтепродуктова страницаилисвържете се с нашия технически екип.