浙大 材料化学 论文

题目 普通镜片与隐形镜片的材料简介

浙江大学本科生论文

普通镜片与隐形镜片的材料简介

0 引言

如今，佩带眼镜的人群数量越来越庞大，市场上也充满了各式各类的眼镜，材料从最早的玻璃，到后来的塑料（PMMA），再到HEMA和非HEMA软镜材料，直到今天的RGP和硅水凝胶材料，镜片材料的舒适性、透氧性、安全性等指标都不断改善。

1 普通镜片的成分-结构-性能

1.1普通树脂材料：（CR-39）

学名碳本酸丙烯乙酸， CR-39是第一代且应用最广泛的超轻、抗冲击的树脂镜片。作为一种热固性材料，其单体呈液态，在加热和加入催化剂的条件下聚合固化。作为光学镜片，CR-39材料性质的参数十分适宜：折射率为1.5（接近普通玻璃镜片）、密度1.32（几乎是玻璃的一半）、阿贝数为58~59（只有很少的色射）、抗冲击、高透光率，可以进行染色和镀膜处理。它主要的缺点是耐磨性不及玻璃，需要镀抗磨损膜处理。

1.2中高折射率树脂材料

今天大部分的中高折射率材料都是热固性树脂，它们的折射率可以使用以下任意一种技术来增加：改变原分子中电子的结构，例如：引入苯环结构；在原分子中加入重原子，诸如卤素（氯、溴等）或硫。与传统CR-39相比，用中高折射率树脂材料制造的镜片更轻、更薄。它们的比重与CR-39大体一致（在1.20到1.40之间），但色散较大（阿贝数45），抗热性能较差，然而抗紫外线较佳，同时也可以染色和进行各种系统的表面镀膜处理。

1.3光致变色树脂材料

光致变色效果是在材料中加入了感光的混合物而获得的，在特殊波段的紫外线辐射作用下，这些感光物质的结构发生变化，改变了材料的吸收能力。这些混合物的结合主要有两种方法：在聚合前与液态单体混合，或在聚合后渗入材料中（Transition镜片就采用后一种

浙江大学本科生论文

方法）。光致变色树脂镜片采用几种光致变色物质，在最后的制造中使这些不同的变色效果结合起来，这使得镜片变色不但迅速，而且不完全受温度的控制。一种新型的光致变色树脂镜片采用树脂材料作片基，用渗透法在镜片的凸面渗透了一层光致变色材料，然后再镀上一层抗磨损膜，起保护和耐磨作用。

2 隐形镜片的成分-结构-性能

2.1硬性隐形眼镜

硬性隐形眼镜具有“会呼吸的隐形眼镜”的美誉，其最突出的优点就是具有高透氧的结构，更健康、更安全。以碳原子为基础的分子形成了较早的隐形眼镜聚合物，包括醋酸丁酸纤维素ＣＡＢ和聚甲基丙烯酸甲酯ＰＭＭＡ。单体甲基丙烯酸甲酯（Ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，ＭＭＡ），能增加硬度和牢度。添加硅，能增加弹性和通过材料的硅氧结合增加透气性，但有湿润性差的缺点。透气性硬性隐形眼镜(RGP CL)同时具有透气性能，对角膜影响较少，材质亦较普通硬镜柔软。

2.2软性隐形眼镜

其材质是一种亲水性合成高分子化合物，根据含水量的多少又分为低含水(30%)、中含水(30%~60%)、高含水(60%)。甲基丙烯酸（ＭＡＡ）和Ｎ－乙烯基吡咯烷酮（ｎｖｉｎｙｌｐｙｒｏｌｉｄｏｎｅ，ＮＶＰ）单体，都能吸收大量水分，通常与ＨＥＭＡ结合以增加镜片含水量。在含水量３８％（低含水量）的ＨＥＭＡ单体中加入ＮＶＰ或ＭＡＡ，能使最终的聚合体含水量达到中等（５０％左右）或更高（７０％左右）。在ＨＥＭＡ中加入ＭＭＡ或ＥＧＤＭＡ能增加材料的耐用性、弹性和稳定性，但会降低含水量。二甲基丙烯酸乙二醇酯（Ｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌｄｉｍｅｔｈａｃｒｙｌｅ，ＥＧＤＭＡ），是一个交叉连接因子，能增加空间稳定度和硬度，但会减少含水量。含水量高使得镜片柔软，富有弹性，透氧性好，最初使用时无明显异物感。

浙江大学本科生论文

3 结束语

不同的成分和制作工艺决定了眼镜材料的参数和特性。随着科学技术的不断提高，眼镜新产品层出不穷。专业人员正不断研制开发新成分，改变不同的结构，以期镜片材料在将来获得更好的性能。