Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Наиболее прозрачными для ИК-излучения являются поли-олефины. Основное поглощение полиэтилена —(СН2—СН2)п— наблюдается при X, равном 3,4; 6,9; 13,8 мкм. Другие полиоле-фины — полиизобутилен —СН9 — С„— и поли-4метилпентен-1
/ \ сн3 сн3
— СН? СН — в области от 4 до 6,5 мкм так же, как и
I
CH2CH(CH3)2Jn
полиэтилен, имеют окно прозрачности. К числу полимеров, наиболее прозрачных в длинноволновой ИК-области спектра (25-1000 мкм), относятся полиэтилен и поли-4метилпентен-1.
Светорассеяние в полимерах обусловлено, как и в неорганических стеклах, флуктуациями плотности. Причиной рассеяния могут быть также механические загрязнения, флуктуации состава (например, если используют не гомо-, а сополимеры). Существенное различие полимерных и неорганических стекол заключается в масштабах неоднородностей. Если в неорганических стеклах размеры неоднородностей (точнее, радиус корреляции) составляют единицы или десятки нанометров, выполняется условие г<^Х/20, то в органических стеклах (ПММА) масштаб неоднородностей составляет 102 - 103 нм, т. е. г <к X. Соответственно индикатриса рассеяния в первом случае близка к круговой, во втором — резко асимметрична таким образом, что рассеяние направлено преимущественно в направлении падающего луча. Та часть рассеянного потока, которая попадает в фокальную плоскость оптического при-
71
Таблица 1.53.
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ СТЕКОЛ
Стекло Показатель преломления - Эп/ЭТ, 105/“С Коэффи- циент дисперсии Светопро- пускание в ВИДИМОЙ области, %
"D "с Пр
Полиметилметакрилат 1,491 1,488 1,496 8,5-9,0 57,8 82-92 (5 мм)
Полистирол 1,590 1,585 1,604 12,0 30,8 85-90 (2 мм)
Поликарбонат 1,586 1,581 1,598 11,8-14,3 30,3 86 (3 мм)
Сополимер стирола с 1,579 1,574 1,592 - 32,2 90 (3 мм)
метилметакрилатом
Сополимер стирола с 1,567 1,563 1,578 - 36,0 88 (3 мм)
акрилонитрилом
Полиэтиленгликольби- 1,504 1,501 1,510 14,0-14,5 54,3 89-92 (6 мм)
саллилкарбонат
Zeonex 1,530 - - - 55,0 92
бора, создает фон, уменьшающий контрастность изображения. Поэтому для оценки вредного действия рассеянного излучения в полимерах его необходимо измерять в углах, близких к оси прямого потока, формирующего изображение.
Из большого числа органических стекол лишь немногие используются для изготовления оптических деталей. Чаще всего это — полиметилметакрилат (ПММА), полистирол (ПС) и его сополимеры с метилметакрилатом (МС-О) или акрилонитрилом (САН), поликарбонат (ПК), а также полидиэтиленгликольбисаллилкарбонат (ПДЭГБАК).
В последнее время в США и Японии появились оптические полимеры на основе дициклопентадиена [торговые марки Zeonex (1990 г.), Zeonor (1998 г.), Topas] [1.54], которые пока имеют ограниченное применение по сравнению, например, с ПММА.
Оптические свойства этих полимеров приведены в табл. 1.53.
1.18.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Для изготовления оптических деталей наиболее широко применяют полиметилметакрилат (ПММА). Он превосходит другие светопрозрачные полимеры по светопропусканию и атмосферо-стойкости, обладает высокими механическими показателями, низкой плотностью, легкой перерабатываемостью. По оптическим характеристикам ПММА соответствует кроновым стеклам.
Полиметилметакрилат получают радикальной полимеризацией метилметакрилата СН2 = С(СН3) — СООСН3 — бесцветной прозрачной жидкости с показателем преломления nf>° =1,4146. Из листового оптического органического стекла прессованием получают оптические детали (например, линзы Френеля). Его можно подвергать всем видам механической обработки. Для изготовления оптических изделий рекомендуется использовать оргстекла марок С0-120 и СТ-1 (табл. 1.54) на основе непластифицированно-
72
го полиметилметакрилата с добавкой фенилсалицилата для поглощения УФ-излучения. Температура размягчения не менее 120 °С для марки СО-120 и 108-110 °С для СТ-1. Эти материалы выпускаются в виде листов толщиной от 2,5 до 50 мм [1.13]. Оптическая однородность оргстекол С0-120 и СТ-1 соответствует З-й-5-й категориям по ГОСТ 23136-78" и зависит от места измерения в листе (блоке).
Промышленностью выпускается суспензионный гранулированный полиметилметакрилат марки «Дакрил» оптического назначения, который перерабатывается в оптические детали литьем под давлением.
Полистирол по оптическим характеристикам соответствует флин-товым стеклам. Его получают радикальной полимеризацией стирола CgHgCH = СН2 — бесцветной прозрачной жидкости со своеобразным запахом и показателем преломления п]) = 1,5468. Существенным недостатком полистирола является его малая атмосферо-стойкость. Под действием прямого солнечного света, влаги и тепла наблюдается сильное пожелтение полимера, уменьшается его прозрачность, снижаются механические характеристики.
Промышленностью выпускаются сополимеры стирола с метил-метакрилатом (МС-О) и показателем преломления, равным 1,51— 1,57. Сополимеры стирола с акрилонитрилом (САН) обладают повышенными тепло- и атмосферостойкостью, механической прочностью. САН обладают более высокой, чем у полистирола, дисперсией, что облегчает исправление хроматических аберраций в полимерных объективах.
