Prečo Polytiol 504 dominuje v prípravkoch na báze optickej živice s vysokým-indexom

Sprievodca formulátora indexom lomu, Abbeovým číslom, pomerom NCO/SH a kinetikou vytvrdzovania pre polytiuretánové šošovky s vysokým -indexom

Polytiol 504 poskytuje index lomu 1,6300–1,6350 s Abbeovým číslom 34–36.Vyťažiť z nej maximum si vyžaduje viac než len výber správneho monoméru - pomer NCO/SH, obsah vody a cyklus vytvrdzovania určujú, či je finálna šošovka číra alebo zahmlená, tenká alebo hrubá, odolná alebo krehká.

Táto príručka zahŕňa:molekulárna štruktúra, kľúčové špecifikácie, index lomu vs. Abbeho kompromis-, rozsah formulácií NCO/SH, kinetika vytvrdzovania a parametre kvality na kontrolu každej šarže.

Úvod

Pacient príde do optiky s receptom -8,00. Štandardné šošovky CR-39 v tomto predpise by mali na okraji hrúbku približne 8 mm. Šošovka s indexom 1,60 to skráti na približne 5 mm. Rozdiel je dôležitý pre pacienta. Je tiež dôležité, aby formulátor zvolil monomér

Index lomu je číslo v nadpise pre šošovky s-vysokým indexom lomu. Nie je to však jediné.Abbeovo číslo, ktoré meria chromatickú disperziu, určuje, či pacient vidí farebné pruhy na okrajoch šošovky. Obsah vody v monoméri určuje, či vytvrdená šošovka obsahuje bubliny. Molárny pomer NCO/SH určuje, či živica úplne vytvrdne alebo zostane mäkká.

Polytiol 504 (CAS 131538-00-6), tiež známy ako 4-(merkaptometyl)-3,6-ditia-1,8-oktánditiol, je v centre tohto vyrovnávacieho aktu. Tento článok sa zaoberá chémiou, údajmi a parametrami zloženia, ktoré sú dôležité pri použití v systémoch polytiuretánových šošoviek.

Čo robí Polythiol 504 odlišným

Päť atómov síry v kompaktnom ráme C7

Molekula je postavená na propánovej kostre. Na ňom visia tri tiolové (-SH) skupiny - jedna priamo na prvom uhlíku, dve sú spojené etyltio väzbami, z ktorých každá nesie koncový tiol.V kompaktnom ráme C7 je umiestnených päť atómov síry.

Táto hustota síry je to, čo riadi index lomu. Svetlo sa spomaľuje, keď prechádza médiom s viac polarizovateľnými elektrónmi. Síra má viac elektrónov ako kyslík alebo uhlík a síra-sirné väzby sú polarizovateľnejšie ako uhlík-uhlíkové väzby. Zbaľte päť atómov síry do molekuly s molekulovou hmotnosťou len260,53 g/mola index lomu sa vyšplhá na1,6300 – 1,6350 pri 20 stupňoch.

Trifunkčná architektúra vytvára zosieťované siete

Tri tiolové skupiny ho robia trifunkčným. Počas vytvrdzovania každý tiol reaguje s izokyanátovou (-NCO) skupinou za vzniku tiuretánovej väzby (-NH-CO-S-).Tri tioly na molekulu znamenajú tri spojovacie body, ktorá vytvára trojrozmernú{0}}prepojenú sieť. Vyššia hustota zosieťovania dáva vytvrdenej živici lepšiu mechanickú pevnosť a tepelnú stabilitu, ako by mohol dosiahnuť difunkčný tiol.

Flexibilné rozpery zlepšujú odolnosť proti nárazu

Etyltio väzby medzi tiolovými skupinami zavádzajú flexibilitu do hlavného reťazca. Čisto tuhá polytiuretánová sieť by bola krehká.Krátke rozpery -(CH2)2-S- umožňujú určitú absorpciu energiebez obetovania vysokého indexu lomu, ktorý poskytujú atómy síry.

Kľúčové špecifikácie pre formulátorov

Referenčné údaje na prvý pohľad

Pri výbere Polythiolu 504 pre zloženie šošoviek sú dôležité tieto čísla:

Prečo je obsah vody skrytou premennou

Kritický je obsah vody menší alebo rovný 500 ppm.Izokyanáty reagujú s vodou za vzniku oxidu uhličitého, ktorý vo vytvrdnutej šošovke vytvára bubliny. Udržiavanie vody pod 500 ppm zabraňuje tomu, aby sa táto vedľajšia reakcia stala viditeľnou v konečnom produkte. Index lomu 1,6300–1,6350 platí pre surový monomér. Po zreagovaní s diizokyanátom bude mať vytvrdená polytiuretánová sieť index lomu určený celou zmesou, typicky vRozsah 1,59–1,67.

Index lomu vs. Abbe Number Trade{0}}vypnuté

Prečo vyšší index zvyčajne znamená viac farebných strapcov

V optických materiáloch platí všeobecné pravidlo: so zvyšujúcim sa indexom lomu klesá Abbeho číslo.Vyšší index zvyčajne znamená vyššiu disperziu, čo znamená viac farebných strapcov.

Polytiol 504 spochybňuje toto pravidlo kvôli jeho molekulárnej štruktúre. Atómy síry zvyšujú index lomu, ale etyltio väzby zavádzajú delokalizáciu elektrónov, ktorá zmierňuje disperziu. V systéme šošoviek s indexom 1,60 dosahujú formulácie používajúce Polythiol 504 anAbbe číslo 34–36.

Ako sa porovnáva s inými materiálmi šošoviek

Pre kontext, štandardný objektív CR-39 s indexom 1,50 má číslo Abbe približne58. Objektív MR-7 s indexom 1,67 má Abbeovo číslo približne32. Polytiol 504 v systéme 1,60 má v strede - výrazne vyšší index ako CR-39 s prijateľným chromatickým výkonom.

Prečo je číslo Abbe-špecifické pre formuláciu

Abbeovo číslo je vlastnosťou vytvrdenej živice, nie surového monoméru.Závisí to od úplnej zmesi monomérov a výberu izokyanátu. To je dôvod, prečo dodávatelia, ktorí zverejňujú samostatné číslo Abbe pre polytiol, sú zavádzajúci. Správny prístup je požiadať o údaje o čísle Abbe pri konkrétnej formulácii.

Molárny pomer NCO/SH: Premenná formulácie, na ktorej záležís Most

Pracovný rozsah: 0,8 až 1,2

Molárny pomer NCO/SH - izokyanátových skupín k tiolovým skupinám - určuje, či sieť úplne vytvrdne. Pre polytiuretánové šošovkové systémy je typický pracovný rozsah0,8 až 1,2. Pri stechiometrickej rovnováhe 1,0 každý poddôstojník nájde SH a naopak. V praxi sa často používa mierny nadbytok jednej zložky na kompenzáciu vedľajších reakcií alebo na úpravu konečných vlastností.

Čo sa deje mimo rozsahu

Pod 0,8 zostávajú nezreagované tiolové skupiny v živici, čo môže spôsobiť zápach a znížiť hustotu sieťovania.Nad 1,2 môže nezreagovaný izokyanát časom reagovať s vlhkosťou, čo spôsobuje žltnutie alebo zákal.

Publikovaný príklad formulácie

Príklad formulácie z čínskeho patentu ilustruje praktický prístup. Kompozícia zahŕňa40 gPolytiol 50415 g dimetylizokyanátu kyseliny izoftalovej, 35 g izoforóndiizokyanátu a 7,5 g pentaerytritoltetraakrylátu ako ko-monoméru. Výsledný optický materiál dosiahol index lomu1.662–1.693v závislosti od konkrétneho variantu formulácie, s priepustnosťou viditeľného svetla vyššie90%.

Všimnite si použitie dvoch rôznych izokyanátov. Izoftalový dimetylizokyanát prispieva k pevnosti a indexu lomu. Izoforóndiizokyanát, ktorý je alifatický, prispieva k odolnosti voči poveternostným vplyvom a rázovej húževnatosti.Miešanie izokyanátov je bežnou technikou na vyváženie viacerých vlastností v jednej živici.

Kinetika vytvrdzovania a výber katalyzátora

Kinetika prvého{0}rádu s XDI

V publikovanej štúdii o kinetike vytvrdzovania Polythiolu 504 s m-xylyléndiizokyanátom (XDI) sa ako katalyzátor použil trietylamín a reakcia sa merala pomocou FTIR pri 75 stupňoch – 105 stupňoch.Reakcia sa riadi kinetikou-prvého poriadkus ohľadom na koncentráciu izokyanátov.Aktivačná energia je 100,23 kJ/mol.Vyšší obsah katalyzátora skracuje dobu gélovatenia. Záporná entropia aktivácie naznačuje rigidný prechodový stav počas kroku-určujúceho rýchlosť.

Praktické dôsledky pre výrobu

V praxi to znamená tri veci. Po prvé, rýchlosť vytvrdzovania je predvídateľná a možno ju modelovať, čo pomáha pri plánovaní doby cyklu. po druhé,zvýšenie koncentrácie katalyzátora má lineárny vplyv na čas gélovatenia, takže plnenie katalyzátora je jednoduchým voličom na nastavenie rýchlosti vytvrdzovania. Po tretie,Rozsah 75 stupňov - 105 stupňovje miesto, kde reakcia prebieha produkčne-relevantnou rýchlosťou. Pod 75 stupňov sa vytvrdzovanie stáva neprakticky pomalým bez vyššieho zaťaženia katalyzátora.

Aplikácie mimo okuliarových šošoviek

Automobilové zasklenie

Polytiouretán s vysokým -indexom je možné zaliať do ľahkých okenných panelov odolných proti nárazu-. Index lomu je tu menej kritický ako rázová húževnatosť a optická čírosť, ale rovnaký monomér slúži obom účelom.

UV-vytvrdzované nátery a lepidlá

Zúčastňujú sa na ňom tiolové skupinytiol{0}}énové reakcie pod UV svetlom, tvoriace zosieťované siete pri izbovej teplote. To umožňuje nátery na teplo-citlivé substráty, kde tepelné vytvrdzovanie nie je možné.

Epoxidové tužidlá

Tiol-epoxidové systémy vytvrdzujú rýchlejšie pri nižších teplotách ako amínové-epoxidové systémy.Polytiol 504 poskytuje tri reaktívne miesta na molekulu, čo umožňuje vysokú hustotu zosieťovania pri izbovej teplote.

Zachytenie ťažkých kovov

Tiolové skupiny chelatujú ióny ťažkých kovov. Polytiol 504 sa používa pri čistení odpadových vôd a aplikáciách zhodnocovania kovov.

Parametre kvality a konzistencia šarže

Prečo na konzistencii šarže záleží viac ako na špičkovej čistote

V prípade optických aplikácií je konzistencia medzi dávkami-k{1}}dávke dôležitá rovnako ako absolútna čistota.Zmena obsahu tiolu z 37 % na 36 % posúva stechiometrickú rovnováhu a môže zvrhnúť pomer NCO/SH vo formulácii, ktorá bola optimalizovaná pre jednu šaržu.

Štyri parametre COA na overenie v každej dávke

Obsah tiolu titráciou- určuje ekvivalentnú hmotnosť pre stechiometrické výpočty.

Index lomu pri 20 stupňoch- merané na surovom monoméri.

Obsah vody podľa Karl Fischerovej titrácie- zabraňuje tvorbe bublín CO₂ počas vytvrdzovania.

Farba APHA- označuje prítomnosť produktov oxidácie alebo nečistôt, ktoré môžu ovplyvniť výslednú farbu šošovky.

Alfa Chemical dodáva Polythiol 504 od násZhengzhou, Čínazariadenie s dávkovým{0}}špecifickým vykazovaním COA nameraných hodnôt pre všetky tieto parametre. Ak potrebujete podporu zloženia alebo vzorový certifikát pravosti, kontaktujte nás prostredníctvom nášhoKontaktujte násstránku. Pre súvisiace optické monoméry a polytioly pozri našeorganické stavebné blokyrozsah.

Zhrnutie

Čo si musia formulátori zapamätať

Polytiol 504 dodáva aindex lomu 1,6300–1,6350v surovom monoméri a anAbbe číslo 34–36v systémoch šošoviek s indexom 1,60. Trojfunkčná štruktúra vytvára zosieťované polytiuretánové siete s dobrými mechanickými vlastnosťami. ThePomer NCO/SH by sa mal udržiavať v rozsahu 0,8–1,2na úplné vyliečenie.Obsah vody pod 500 ppmzabraňuje tvorbe bublín. Kinetika vytvrdzovania je prvého-poradia s aktivačnou energiou 100,23 kJ/mol.

Údaje v tomto článku pochádzajú z publikovanej literatúry a špecifikácií dodávateľov. Formulátori by si mali overiť hodnoty špecifické pre šaržu{1}}v porovnaní s COA a vykonať vlastné testovanie vhodnosti v skutočných výrobných podmienkach.

Špecifikácie Polythiol 504, COA alebo výskumná vzorka nájdete naproduktovú stránkualebokontaktujte náš technický tím.