لماذا يهيمن البوليثيول 504 على تركيبات الراتنجات الضوئية ذات المؤشر العالي

دليل المنشئ لمؤشر الانكسار، ورقم Abbe، ونسبة NCO/SH، وحركية المعالجة للعدسات المصنوعة من البولي ثيوريثان- ذات مؤشر عالي

يوفر البوليثيول 504 معامل انكسار يتراوح بين 1.6300 و1.6350 ورقم آبي 34-36.يتطلب الحصول على أقصى استفادة منها أكثر من مجرد اختيار المونومر المناسب -، حيث تحدد نسبة NCO/SH ومحتوى الماء ودورة المعالجة ما إذا كانت العدسة النهائية صافية أم ضبابية، رفيعة أم سميكة، متينة أم هشة.

يغطي هذا الدليل:البنية الجزيئية، والمواصفات الرئيسية، ومعامل الانكسار مقابل -Abbe trade، ونطاق صياغة NCO/SH، وحركية العلاج، ومعلمات الجودة للتحقق من كل دفعة.

مقدمة

مريض يدخل إلى أخصائي العيون بوصفة طبية -8.00. يبلغ سمك عدسات CR-39 القياسية في تلك الوصفة حوالي 8 مم عند الحافة. تقطع العدسة ذات مؤشر 1.60 ذلك إلى حوالي 5 ملم. الفرق مهم للمريض. من المهم أيضًا أن يختار المُصمم المونومر

معامل الانكسار هو الرقم الرئيسي للعدسات ذات معامل الانكسار العالي-. لكنها ليست الوحيدة.يحدد رقم آبي، الذي يقيس التشتت اللوني، ما إذا كان المريض يرى تهديبًا لونيًا عند حواف العدسة. يحدد محتوى الماء في المونومر ما إذا كانت العدسة المعالجة تحتوي على فقاعات. تحدد النسبة المولية NCO/SH ما إذا كان الراتينج سيشفى تمامًا أو يبقى ناعمًا.

بوليثيول 504 (CAS 131538-00-6)، المعروف أيضًا باسم 4- (مركابتوميثيل) -3،6-ديثيا-1،8-أوكتانيديثيول، يقع في قلب عملية التوازن هذه. تتناول هذه المقالة الكيمياء والبيانات ومعلمات الصياغة التي تهم عند استخدامها في أنظمة عدسات البولي ثيوريثان.

ما الذي يجعل البوليثيول 504 مختلفًا؟

خمس ذرات كبريت في إطار C7 مدمج

تم بناء الجزيء على العمود الفقري للبروبان. تتدلى منه ثلاث مجموعات ثيول (-SH) - واحدة مباشرة على الكربون الأول، واثنتان متصلتان عبر روابط إيثيلثيو التي تحمل كل منها ثيول طرفي.توجد خمس ذرات كبريت في إطار C7 مدمج.

كثافة الكبريت هذه هي التي تحرك معامل الانكسار. تتباطأ سرعة الضوء عندما يمر عبر وسط به إلكترونات أكثر استقطابا. يحتوي الكبريت على إلكترونات أكثر من الأكسجين أو الكربون، كما أن روابط الكبريت-أكثر استقطابًا من روابط الكربون-الكربون. ضع خمس ذرات كبريت في جزيء ذو وزن جزيئي قدره فقط260.53 جم/مول، ويرتفع معامل الانكسار إلى1.6300-1.6350 عند 20 درجة.

تعمل البنية ثلاثية الوظائف على بناء شبكات متشابكة

مجموعات الثيول الثلاث تجعلها ثلاثية الوظائف. أثناء المعالجة، يتفاعل كل ثيول مع مجموعة إيزوسيانات (-NCO) لتكوين رابطة ثيويوريثان (-NH-CO-S-).ثلاثة ثيول لكل جزيء يعني ثلاث نقاط اتصال، والذي يبني شبكة-ثلاثية الأبعاد متشابكة. تمنح كثافة التشابك الأعلى الراتنج المعالج قوة ميكانيكية وثباتًا حراريًا أفضل مما يمكن أن يحققه الثيول متعدد الوظائف.

تعمل الفواصل المرنة على تحسين مقاومة الصدمات

توفر روابط الإيثيلثيو بين مجموعات الثيول المرونة في العمود الفقري. ستكون شبكة البولي ثيوريثان الصلبة البحتة هشة.تسمح الفواصل القصيرة -(CH2)2-S- بامتصاص بعض الطاقةدون التضحية بمعامل الانكسار العالي الذي توفره ذرات الكبريت.

المواصفات الرئيسية للتركيبات

البيانات المرجعية في لمحة

عند اختيار البوليثيول 504 لتركيبة العدسة، هذه هي الأرقام المهمة:

لماذا محتوى الماء هو المتغير الخفي

يعد محتوى الماء أقل من أو يساوي 500 جزء في المليون أمرًا بالغ الأهمية.تتفاعل الأيزوسيانات مع الماء لتكوين ثاني أكسيد الكربون، مما يخلق فقاعات في العدسة المعالجة. إن إبقاء الماء أقل من 500 جزء في المليون يمنع ظهور هذا التفاعل الجانبي في المنتج النهائي. ينطبق معامل الانكسار البالغ 1.6300-1.6350 على المونومر الخام. بمجرد التفاعل مع ثنائي إيزوسيانات، سيكون لشبكة البولي ثيو يوريثان المعالجة معامل انكسار يتم تحديده بواسطة المزيج الكامل، عادةً فينطاق 1.59-1.67.

مؤشر الانكسار مقابل رقم آبي التجاري-متوقف

لماذا يعني ارتفاع المؤشر عادة المزيد من التهديب اللوني

هناك قاعدة عامة في المواد البصرية: كلما زاد معامل الانكسار، انخفض رقم آبي.عادةً ما يعني المؤشر الأعلى تشتتًا أعلى، مما يعني مزيدًا من تهديب الألوان.

يتحدى البوليثيول 504 تلك القاعدة بسبب تركيبه الجزيئي. ترفع ذرات الكبريت معامل الانكسار، لكن روابط الإيثيلثيو تقدم عملية إلغاء تموضع الإلكترون التي تخفف من التشتت. في نظام العدسات ذو مؤشر 1.60، تحقق التركيبات التي تستخدم البوليثيول 504 درجةآبي رقم 34-36.

كيف تقارن بمواد العدسات الأخرى

بالنسبة للسياق، تحتوي عدسة CR-39 القياسية ذات مؤشر 1.50 على رقم Abbe يبلغ حوالي58. تحتوي عدسة MR-7 ذات مؤشر 1.67 على رقم Abbe الذي يبلغ حوالي32. يقع البوليثيول 504 في نظام 1.60 في مؤشر متوسط ​​- أعلى بكثير من CR-39 مع أداء لوني مقبول.

لماذا يعد رقم آبي خاصًا بالصياغة-؟

رقم آبي هو خاصية للراتنج المعالج، وليس المونومر الخام.يعتمد ذلك على مزيج المونومر الكامل واختيار الأيزوسيانات. وهذا هو السبب وراء تضليل الموردين الذين ينشرون رقم Abbe مستقلًا للبوليثيول. النهج الصحيح هو طلب بيانات رقم آبي بصيغة محددة.

NCO/SH النسبة المولية: متغير الصياغة المهممعظم

نطاق العمل: 0.8 إلى 1.2

تحدد النسبة المولية NCO/SH - مجموعات الأيزوسيانات إلى مجموعات الثيول - ما إذا كانت الشبكة ستشفى بالكامل. بالنسبة لأنظمة عدسات البولي ثيوريثان، فإن نطاق العمل النموذجي هو0.8 إلى 1.2. عند 1.0، التوازن الكيميائي، يجد كل ضابط صف SH والعكس صحيح. ومن الناحية العملية، غالبًا ما يتم استخدام زيادة طفيفة في أحد المكونات للتعويض عن التفاعلات الجانبية أو لضبط الخصائص النهائية.

ماذا يحدث خارج النطاق

أقل من 0.8، تبقى مجموعات الثيول غير المتفاعلة في الراتنج، والتي يمكن أن تسبب رائحة وتقليل كثافة الوصلات المتشابكة.أعلى من 1.2، يمكن أن يتفاعل الإيزوسيانات غير المتفاعل مع الرطوبة بمرور الوقتمما يسبب الاصفرار أو الضباب.

مثال صياغة منشورة

يوضح مثال صياغة من براءة اختراع صينية النهج العملي. تتضمن التركيبة40 جرام منبوليثيول 504، 15 جم من ثنائي ميثيل إيزوسيانات الإيزوفثاليك، 35 جم من إيزوفورون ثنائي إيزوسيانات، و 7.5 جم من رباعي أكريلات بنتايريثريتول كمونومر مشترك-. حققت المادة البصرية الناتجة معامل انكسار قدره1.662–1.693اعتمادًا على صيغة التركيب المحددة، مع نفاذية الضوء المرئي أعلاه90%.

لاحظ استخدام اثنين من الأيزوسيانات المختلفة. يساهم ثنائي ميثيل إيزوسيانات الإيزوفثاليك في الصلابة ومعامل الانكسار. يساهم ثنائي إيزوسيانات الأيزوفورون، كونه أليفاتي، في مقاومة الطقس وقوة التأثير.يعد مزج الإيزوسيانات تقنية شائعة لموازنة خصائص متعددة في راتنج واحد.

علاج الحركية واختيار المحفز

أولًا-اطلب الحركية باستخدام XDI

دراسة منشورة حول حركية علاج البوليثيول 504 مع m- زيلين ثنائي إيزوسيانات (XDI) استخدمت ثلاثي إيثيل أمين كعامل محفز وتم قياس التفاعل بواسطة FTIR عند درجة حرارة 75 -105 درجة.يتبع التفاعل حركيات الترتيب الأول-.فيما يتعلق بتركيز الأيزوسيانات.طاقة التنشيط هي 100.23 كيلوجول/مول.يؤدي ارتفاع محتوى المحفز إلى تقليل وقت الجل. تشير الإنتروبيا السلبية للتنشيط إلى حالة انتقالية جامدة أثناء الخطوة المحددة للمعدل.

الانعكاسات العملية على الإنتاج

ومن الناحية العملية، فإن هذا يعني ثلاثة أشياء. أولاً، يمكن التنبؤ بمعدل الشفاء ويمكن تصميمه على غرار ما يساعد في تخطيط وقت الدورة. ثانية،زيادة تركيز المحفز له تأثير خطي على زمن الجل، لذا فإن تحميل المحفز يعد قرصًا بسيطًا لضبط سرعة المعالجة. ثالثا،نطاق 75 درجة-105 درجةهو المكان الذي يتم فيه تنفيذ التفاعل بسرعات الإنتاج-ذات الصلة. أقل من 75 درجة، يصبح العلاج بطيئًا بشكل غير عملي دون تحميل محفز أعلى.

تطبيقات أبعد من عدسات النظارات

زجاج السيارات

يمكن صب-البولي ثيوريثان عالي القوة في ألواح نوافذ خفيفة الوزن ومقاومة للصدمات-. يعتبر معامل الانكسار أقل أهمية هنا من قوة التأثير والوضوح البصري، ولكن نفس المونومر يخدم كلا الغرضين.

طلاءات ومواد لاصقة معالجة بالأشعة فوق البنفسجية-.

تشارك فيها مجموعات الثيولتفاعلات الثيول- تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجيةوتشكيل شبكات متشابكة في درجة حرارة الغرفة. يؤدي ذلك إلى تمكين الطلاء على الركائز الحساسة للحرارة-حيث لا يمكن المعالجة الحرارية.

عوامل معالجة الايبوكسي

تعالج أنظمة الإيبوكسي-الثيول بشكل أسرع عند درجات حرارة أقل من أنظمة الإيبوكسي الأميني-.يوفر البوليثيول 504 ثلاثة مواقع تفاعلية لكل جزيء، مما يتيح كثافة عالية للتشابك في درجة حرارة الغرفة.

التقاط المعادن الثقيلة

مجموعات الثيول تخلب أيونات المعادن الثقيلة. يستخدم البوليثيول 504 في معالجة مياه الصرف الصحي وتطبيقات استعادة المعادن.

معلمات الجودة واتساق الدفعة

لماذا يهم اتساق الدفعة أكثر من ذروة النقاء

بالنسبة للتطبيقات البصرية، يعد تناسق الدُفعات-إلى-الدُفعات مهمًا بقدر أهمية النقاء المطلق.يؤدي التغيير في محتوى الثيول من 37% إلى 36% إلى تغيير التوازن الكيميائي ويمكن أن يؤدي إلى التخلص من نسبة NCO/SH في تركيبة تم تحسينها لدفعة واحدة.

أربع معلمات لشهادة توثيق البرامج للتحقق منها في كل دفعة

محتوى الثيول عن طريق المعايرة- يحدد الوزن المكافئ لحسابات العناصر المتكافئة.

معامل الانكسار عند 20 درجة- تم قياسه على المونومر الخام.

محتوى الماء بواسطة معايرة كارل فيشر- يمنع تكون فقاعات ثاني أكسيد الكربون أثناء المعالجة.

لون أبها- يشير إلى وجود منتجات أكسدة أو شوائب يمكن أن تؤثر على لون العدسة النهائي.

تقوم شركة ألفا كيميكال بتوريد البوليثيول 504 من شركتناتشنغتشو، الصينمنشأة تتضمن مجموعة-تقارير COA محددة للقيم المقاسة لجميع هذه المعلمات. للحصول على دعم الصياغة أو نموذج شهادة توثيق البرامج، تواصل معنا من خلال موقعنااتصل بناصفحة. للاطلاع على المونومرات الضوئية والبوليثيول ذات الصلة، راجع موقعنااللبنات العضويةيتراوح.

ملخص

ما الذي يحتاج المصممون إلى تذكره

بوليثيول 504 يسلم أمعامل الانكسار 1.6300-1.6350في المونومر الخام وآبي رقم 34-36في أنظمة العدسات ذات مؤشر 1.60. يقوم الهيكل ثلاثي الوظائف ببناء شبكات بولي إيثيلين متشابكة ذات خصائص ميكانيكية جيدة. اليجب أن تظل نسبة NCO/SH في نطاق 0.8-1.2للعلاج الكامل.محتوى الماء أقل من 500 جزء في المليونيمنع تكوين الفقاعات. حركية المعالجة هي من الدرجة الأولى-، بطاقة تنشيط تبلغ 100.23 كيلو جول/مول.

البيانات الواردة في هذه المقالة تأتي من الأدبيات المنشورة ومواصفات المورد. يجب على القائمين على التركيبة التحقق من القيم المحددة للدُفعة-مقابل شهادة توثيق البرامج وإجراء اختبار الملاءمة الخاص بهم في ظل ظروف الإنتاج الفعلية.

للحصول على مواصفات Polythiol 504، أو شهادة توثيق البرامج، أو عينة بحثية، راجعصفحة المنتجأواتصل بفريقنا الفني.