光学材料在许多领域得到了广泛应用,例如医学、建筑、电子器件等,已经成为先进科学材料的重要组成部分。折光指数是光学材料最重要也是最基本的一项参数,是衡量一种材料是否具有实际应用价值的一项重要指标。高折光指数光学材料可以实现在不影响其折光性能的同时减小材料的质量,因此被广泛应用于许多现代光学领域。高折光指数高分子材料与传统的无机玻璃相比,具有重量轻、耐冲击、成本低、易处理等优点,已被广泛应用于光学和光电领域,例如光学镜头、发光二极管封装器、相机、传感器等。然而,一些常见的光学聚合物材料,如聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚碳酸酯等,它们的折光指数均在1.50左右,这极大的限制了其在光电应用领域的应用。因此,研究并制备出新型高折光指数材料具有十分重要的意义。由Lorentz-Lorenz方程式可知,物质的折射率与其结构中各单元的摩尔折射率成正比,而与摩尔体积成反比。这就意味着在聚合物中引入的原子或者基团摩尔折光率越大,其折光指数越高。已知苯环、萘环、卤素原子(除氟原子外)、硫原子等的摩尔折射率较高,因此通过在聚合物的结构中引入这些原子或基团后,可提高所得聚合物材料的折射率;相反地,引入摩尔折射率较小的甲基或不饱和碳键则会使其折射率下降。因此,引入具有较高的折射率和较低的色散系数的基团是提高材料的折光指数及其他光学性能最有效的方法之一。硒与硫位于元素周期表的同一周期,其物理性质和化学性质相近。虽然硒原子的摩尔折射率([R]=11.17)要远高于硫原子([R]=7.69),但却很少有人研究基于硒原子的高折光指数材料。本课题组前期研究发现,通过在聚合物中引入含硒结构可以提高所得聚合物的折光指数。基于前期的理论背景和实践经验,本论文通过合理设计,成功利用两种不同的方法制备出了具有较高的折光指数的含硒聚合物。主要内容包括以下两个方面:1、首先通过结构设计,使用零价铁调控的活性自由基聚合物方法先合成结构可控的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯,进而通过后修饰的方法引入硒结构。利用硒功能试剂(苯基氯化锌硒)与聚甲基丙烯酸缩水甘油酯侧链的环氧基团间的高效反应,成功在聚合物的侧链悬挂含硒结构。通过结合活性自由基聚合方法的强大结构设计能力和苯基氯化锌硒与环氧基团的高效反应,成功实现了聚合物分子量、分子量分布指数和硒含量等参数的结构设计。利用这一方法可以实现对所得聚合物的折光指数和阿贝数的调控,为高折光指数材料的可控合成提供了一条便利的途径。2、基于上述工作,本论文通过进一步设计并合成不同种类的含硒单体,采用传统自由基聚合的方法对单体进行聚合得到相应的聚合物材料,提高了含硒光学树脂的折光指数并拓展含硒聚合物的种类。涉及的含硒单体包括苯基单硒醚、萘基单硒醚、环己烷单硒醚、吡啶单硒醚、苯乙烯单硒醚和丙烯酸甲酯单硒醚单体,实现了苯基单硒醚、萘基单硒醚两种单体的聚合。通过调节溶液浓度获得了无交联窄分布的聚合物。开展了对聚苯基单硒醚和聚萘基单硒醚的性能测试,结果表明含硒聚合物均具有较高的折光指数。进一步利用其中含有的不饱和基团的热偶联反应,构建了具有热稳定性优异、可见光区域透明性良好的高折光指数材料,满足了光学材料的基本要求。