树脂镜片表面增透膜的制备及性能研究

陈博++施玉峰++薛强胜++吕俊++沈定益++王秋琳++邢啸泉

摘 要：树脂镜片在眼镜行业市场广阔，但树脂镜片透光率低，常用的在树脂镜片上镀制增透的设备复杂，成本高。该文以正硅酸乙酯和加硬液为原料，用溶胶凝胶法在树脂镜片表面制备了二氧化硅增透膜。紫外可见分光光度计测试表明薄膜的增透率约为3.7%。

关键词：二氧化硅 薄膜 溶胶凝胶 增透

中图分类号：O484 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（c）-0067-02

Preparation of Antireflective coating on Resin lenses surface and research the capability

Chen Bo Shi Yu Feng Xue Qiang Sheng Lv Jun Shen Ding Yi Wang Qiu Lin Xing Xiao Quan

（Jinling Instiute of Technology，Nanjing Jiangsu，2011029 China）

Abstract：Resin lenses have a broad market in the optical industry， but the resin lenses have low transmittance. Anti -films are commonly used to enhance the transmittance of the resin lens. The common method needs complex equipment and high cost. In this paper， silica was prepared by sol-gel method on the surface of resin lens， using ethyl silicate and hard liquor as raw materials. UV-Vis spectrophotometer test showed that the film's permeability was enhanced about 3.7%.

Key Words：Silica； Membrane； Sol-gel； Anti-reflection

樹脂镜片主导眼镜片市场，但由于树脂镜片透射率低，通常用电子束蒸镀减反射膜的方法增加其透光率，该方法设备成本较高。由于玻璃表面纳米二氧化硅薄膜有显著的增透效果，而溶胶凝胶法设备简易成本低，因此近年来，在衬底上制备纳米SiO2增透膜成为国内外研究增透膜的热点[1，2]。但是由于纳米二氧化硅和树脂衬底的粘附力差，不易成膜，因此在树脂眼镜片上镀SiO2增透膜的研究比较少。

该文初步探索了用加硬液作为纳米二氧化硅和树脂衬底的胶连剂，以正硅酸乙酯为原料，在树脂镜片以溶胶凝胶法制备增透薄膜，并分析了薄膜的结构、表面形貌、透光率等性能。

1 实验方法

1.1 实验仪器及化学试剂

化学试剂：正硅酸乙酯（TEOS）、25%氨水、99.5%无水乙醇。

制备设备：超声波清洗器、马弗炉、磁力搅拌器、离心机。

表征仪器：扫描电子显微镜、红外分光光度计、紫外分光光度计。

1.2 实验步骤

二氧化硅纳米粒子的制备：按照St?ber法[3]，将63.6 mL的超纯水、25%的氨水9 mL、147.6 mL的无水乙醇加入锥形瓶中，常温下磁力搅拌30 min，30 min后，再向锥形瓶中滴加9.8 mL的正硅酸乙酯（TEOS），常温搅拌12 h，得到白色悬浊液。（正硅酸乙酯：氨水：无水乙醇：超纯水=1∶1∶16∶7）将得到的白色悬浊液在10 000 r/min的转速下，高速离心分离5 min，得到SiO2粒子。用无水乙醇作为溶剂，将粒子超声分散到无水乙醇中。

衬底处理：将树脂镜片在去污粉的水溶液超声清洗数分钟，再用超纯水反复冲洗，用N2吹干。

镀膜：将分散有SiO2的乙醇溶液和加硬液以体积比2∶1混合得到SiO2悬浊加硬液，然后把处理过的树脂镜片垂直插入配置好的溶液中。

2 结果与讨论

2.1 二氧化硅纳米粒子的结构分析

图1是所制备的纳米粒子的红外光谱图，可以看出：1 080 cm-1处是Si-O-Si反对称伸缩振动峰，957 cm-1处是Si-OH弯曲振动吸收峰，802 cm-1处是Si-O对称伸缩振动峰，463 cm-1处是Si-O弯曲振动峰。由此证明：所制得的产物为二氧化硅。而在3 440 cm-1处是结构水-OH反对称伸缩振动峰，1 650 cm-1出现的峰是水的H-O-H弯曲振动峰，这是由于二氧化硅粒子表面吸附了少量的水。

2.2 二氧化硅纳米粒子的表面形貌分析

图2所示为上述方法所制备SiO2粒子的SEM图，所制备的纳米二氧化硅球形粒子直径大约为几十纳米。可由多次分离提纯得到大小较为均一的粒子。而且可以看到在实验过程中随着溶剂的蒸发，胶体形成了纳米颗粒。

2.3 镀膜前后树脂镜片透光率分析

从图3可以看出树脂基片在固化时间为2 h，固化温度为80 ℃，溶液配比一定的情况下，镀膜前后透光率分别为90.1%和93.8%，提高了3.7%。此时介质膜的折射率介于空气与树脂衬底之间，会抵消一部分光的干涉现象，从而达到一定的增透效果。从镀膜后的照片可以看出清晰度还是比较高的，说明镀膜后的效果还是可以的。

3 结语

该文用溶胶凝胶的方法以加硬液和正硅酸乙酯为原料，在树脂镜片上镀制了增透薄膜，实验结果表明薄膜的增透率为3.7%，和应用的要求尚有一定差距，因此薄膜的透光率有待进一步提高。

参考文献

[1] 杨晓芬.纳米二氧化硅及其应用现状和发展前景[J].内蒙古石油化工，2011（18）：26-27.

[2] Du Y，Luan LE，Tan WS，et al.Hollowsilica nanoparticles in UV-visibleantireflectioncoatings

for poly（methyl methacrylate） substrates[J].Acsnano， 2010，4（7）：4308-4316.

[3] StoberW，Fnik A，Bohn E.，Controlled growth of mono disperse silica spheres in the micron size range[J]. J Colloid Interface Sci，1968，26（1）：62-69.