论文部分内容阅读
光学树脂具有质量轻、抗冲击性能强、易加工成型等特点,被广泛应用在光电领域。本文以4,4′-二羟基二苯硫醚为原料,通过分子设计合成了两种具有较高折射率的新型含硫单体:4,4′-二羟乙基醚二苯硫醚丙烯酸二酯（PSAE）和环硫/环氧丙烷基醚二苯硫醚（ES/EOPS）单体。本文首先通过酯化反应制备了新型含硫单体4,4′-二羟乙基醚二苯硫醚丙烯酸二酯,通过FT-IR、1H NMR、13C NMR和MS表征了化合物分子结构,并通过正交试验优化了合成工艺条件,得到最佳条件为醇酸比例为1:1.2,反应时间为14 h,催化剂用量为总质量的1.4%。PSAE单体与苯乙烯进行自由基共聚,当苯乙烯含量为15%时,共聚物的折射率达到了1.6130。聚合物材料具有较好的透明性,苯乙烯含量为25%时,其在波长为550 nm处的透过率为87.6%。共聚物表现出较好的热稳定性,当苯乙烯含量为25%时,5%热失温度(T5%)达到335.1oC。PSAE单体与多元硫醇（2,3-二硫代（2-巯基）-1-丙烷硫醇（PT3SH）、三羟甲基丙烷三-3巯基丙酸酯（TA3SH）和季戊四醇四-3巯基丙酸酯（TA4SH）和）,通过Michael加成和紫外光固化两种聚合方式进行共聚,分别得到PSAE/PT3SH、PSAE/TA3SH和PSAE/TA4SH三种共聚产物,并通过傅里叶红外（FT-IR）对其固化行为进行了研究。Michael加成产物PSAE/PT3SH的折射率达到1.63,且具有较高透明度,在波长为550 nm处的透过率为73.8%。在频率为1 MHz时,PSAE/PT3SH、PSAE/TA3SH和PSAE/TA4SH三种Michael加成共聚产物的介电常数分别为10.00、10.00和10.65,其介电损耗分别为0.047、0.037、0.037。光固化产物PSAE/PT3SH的折射率达到了1.66,在波长为550 nm处的透过率为66.9%。在1 MHz时,PSAE/PT3SH、PSAE/TA3SH和PSAE/TA4SH三种光固化产物的介电常数分别为9.45、8.33和9.57,其介电损耗分别为0.031、0.023和0.038。同时本文通过环氧基团的硫代反应,合成了新型的含硫环硫/环氧丙烷基醚二苯硫醚（ES/EOPS）单体,利用FT-IR和1H NMR确认了化合物的分子结构,通过核磁共振技术监测反应过程中环硫基团的变化规律,确定环硫/环氧混合树脂的制备条件为:反应温度为30℃,环氧基团:KSCN的摩尔比为1:1.5,反应时间为20 h,在优化条件下产率为71.2%。通过FT-IR对其固化行为进行了研究,发现环硫基团比环氧基团更容易开环,均聚物表现出较高的折射率,达到了1.66,在1 MHz下时,无催化剂ES/EOPS自聚产物和加入催化剂BDMA（N,N-二甲基苄胺）的ES/EOPS均聚物的介电常数分别为8.93和9.64,其介电损耗分别为0.00605和0.00902。