聚合物复合物的结构设计及其在折射率调控领域的应用

摘要

光学零件的粘合是制备光学器件或光学系统的常用手段，光学零件质量及性能的好坏影响着光学系统的像质，若所用胶粘剂的折射率与所粘合零件的折射率相差过大，会由于界面处的光散射现象而影响像质。为了解决以上问题，人们对胶粘剂的折射率进行了一系列的调节工作。但目前常用的光学胶粘剂均不能在空气氛围下长期放置。在粘合工作后期出现的不良件，大多通过在有机溶剂中浸泡拆胶，而这个过程会对光学零件本身以及操作者的身体造成一定的伤害。为此，本文利用层层组装膜组成与结构的灵活性，分别在其中引入聚合物复合物与含苯环和硫元素的聚4-苯乙烯磺酸钠（PSS），制备出了能够在空气中长期放置的具有一定折射率的层层组装粘合膜，生长有粘合膜的光学零件，在水和压力的作用下可完成粘合，粘合后的光学零件通过在水中浸泡完成拆胶。
　　本研究主要内容包括：⑴参照文献制备出折射率分别在1.5332~1.5450和1.5171~1.5181范围内可以调控的含有 CaCO3和 Na2SiO3的层层组装粘合膜，在水和压力下粘合后测得其粘合强度在2.65±0.57 MPa~3.19±0.72 MPa和2.77±0.85 MPa~4.37±0.89MPa范围内。⑵为了在更大范围内调控层层组装粘合膜的折射率并提高其粘合强度，在层层组装粘合膜体系中引入了含有苯环结构和硫元素的 PSS，结果表明，引入不同含量的 PSS可以将体系的折射率在1.5181~1.5792范围内进行调控。在水和压力的作用下粘合后测得其粘合强度在3.92±1.39 MPa~6.95±1.74 MPa范围内。⑶在水相中制备出的折射率可调控的层层组装粘合膜，其折射率范围与磷冕玻璃（1.519~1.548）、钡冕玻璃（1.530~1.559）的折射率相近，适合粘合折射率在相应区间的光学零件。在水和压力的作用下可完成粘合，同时，通过在水中再次浸泡拆胶。因此，在未来的光学领域以及其他粘合领域有潜在的应用价值。

目录

声明

第一章绪论

1.1光学零件的加工简介

1.1.1光学玻璃材料

1.1.2光学零件的加工及分类

1.1.3光学零件的粘合

1.1.4光学材料的折射率

1.2层层组装粘合膜简述

1.2.1层层组装技术

1.2.2粘合膜

1.2.3聚合物复合物

1.3本论文的研究目的及意义

第二章含不同聚合物复合物的层层组装粘合膜

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验材料

2.2.2实验设备与仪器

2.2.3基底的处理

2.2.4溶液的配制

2.2.5含聚合物复合物的层层组装粘合膜的制备

2.3样品的表征

2.3.1光学性能表征

2.3.2力学性能表征

2.3.3 AFM表征

2.3.4扫描电子显微镜（SEM）表征

2.3.5热重分析（TGA）测试

2.4结果与讨论

2.4.1层层组装粘合膜的光学性能

2.4.2层层组装粘合膜的力学性能

2.4.3层层组装粘合膜的厚度

2.4.4 PDDA-Na2SiO3/PAA和PDDA/PAA层层组装粘合膜的表面形貌

2.4.5层层组装粘合膜的TGA

2.5小结

第三章不同含量高折射率物质的层层组装粘合膜

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验材料

3.2.2实验设备与仪器

3.2.3玻璃基底的处理

3.2.4不同构筑基元溶液的配制

3.2.5含高折射率物质的层层组装粘合膜的制备

3.3样品的表征

3.3.2力学性能表征

3.3.4扫描电子显微镜（SEM）表征

2.3.5热重分析（TGA）测试

3.4结果与讨论

3.4.1光学性能

3.4.2层层组装粘合膜在不同条件下的粘合强度

3.4.3层层组装粘合膜的生长曲线

3.4.4层层组装粘合膜的TGA

3.5小结

第四章总结与展望

致谢

参考文献

附录