从水晶、玻璃到树脂：镜片材料的变迁史

编译 Sam

一片透明、清晰且质地均匀的镜片，用今日的眼光来看，是理所应当、稀松平常的事。但在眼镜诞生、发展的漫长探索中，人类对于镜片材料的求索，甚至要比爱迪生寻找灯泡灯芯材料的尝试还要富有传奇性。

有关眼镜的起源，各国有着不同的记载和说法，但普遍都认同最早的眼镜诞生于13世纪中叶的欧洲。因为缺乏均质的材料，最早的眼镜大多使用石英、水晶，乃至宝石和较为洁净的琥珀，用手工打磨制成透镜，以发挥放大的视物效果。因为材料的特殊性，那时的眼镜也只能被社会阶层顶端的王公大臣，或富甲一方的商贾佩戴。

天然介质很快被光学玻璃所取代，随着玻璃生产、加工技术的发展，眼镜也开始能够提供更多的功效。17世纪初，伽利略发明了望远镜，对于光学玻璃的性能提出了新的要求。高质量的均质玻璃让镜片能够被更加细致地打磨成多种透镜，更加精确地矫正视力。时至今日，仍然有极少一部分人还在佩戴玻璃镜片。现代用作镜片材料的玻璃折射率在1.50～1.90之间，阿贝数在50以上，但沉重、易碎的特性让玻璃镜片很难满足现代人的需要。

20世纪是石油的时代，石油不仅为内燃机和工业生产提供了近乎无穷的动力，以石油为基础的化工产业也蓬勃发展。从石油中提取成分制成的树脂材料，因其更好的光学性能、安全加工性和轻薄的物理特性取代了玻璃，在20世纪60到80年代间快速超过玻璃成为眼镜镜片的主要材料。在树脂材料这个丰富的家庭中，眼镜镜片材料又有着这样的“代代相传”：

ADC

最早的树脂镜片材料主要是美国 PPG公司研制的ADC（碳酸烯丙基二甘醇酯）材料，也就是我们今天常说的CR-39。ADC树脂作为镜片材料的阿贝数较高，光学性能优异。但存在一个很大的缺点，因为其折射率较低，只有1.50，度数高的镜片无论如何都难以避免厚重。因此，众多化学公司一直以来都在以打造更薄的镜片为目标，致力于开发替代ADC树脂的高折射率镜片材料。

DAP

20世纪80年代，市场上开始出现了DAP材料的镜片。DAP与ADC几乎同样轻便、便宜，但同时提高了折射率，有着1.56折射率的DAP材料开启了中折射率材料的时代。

亚克力

PC

DAP材料的劣势在于光学性能不够出色，容易出现色差和偏色，在大量生产时难以进行有效的质量管理，良品率不足。同时，DAP材料的强度不足，镜片容易碎裂。但是由于其低廉的价格，时至今日，DAP材料仍在亚洲地区大量使用，中国生产并消费了世界上最多的中折射率镜片。

PC

PC又称聚碳酸酯，就是我们日常生活中最为常见的塑料，它在镜片行业的应用比较另类。塑料镜片的最大优势在于抗冲击性、安全性，护目镜、防护面具等功能型镜片都多用塑料制成。

美国有着世界上最为严格的FDA抗冲击测试，所以在美国本土销售的镜片大多使用强度最大的塑料。但同时，聚碳酸酯镜片并不能像其他材料一样通过固化工艺制成，而是通过注塑工艺制成。注塑的过程是将熔融的塑料利用压力注进塑料镜片模具中，冷却成型得到想要的镜片。塑料在注塑冷却过程中难免会出现不均匀的结构，所以注塑成型的镜片都具有内应力，会影响镜片的光学性能。PC镜片在偏光片下容易呈现出彩虹状的纹理，内应力的现象非常明显。同时，PC镜片的阿贝数只有28，成像清晰度劣势明显。

PC镜片虽然在安全性方面优势突出，但是由于高内应力和低阿贝数的原因，其在光学性能方面的劣势也同样明显。所以现在除了特定国家的市场之外，PC镜片的市场份额比较低。

亚克力

亚克力化学名叫做“PMMA”，属聚丙烯酸酯类，其优点在于成本低廉，方便加工，但是亚克力镜片的阿贝数只有32，光学性能较低。此外，由于亚克力材料本身强度较低，所以在抗冲击性和镜片抗变形方面存在着比较大的问题。

MR™材料

1987年，日本三井化学推出世界首款聚氨酯系高折射率镜片材料，取名为MR™系列（意为“三井树脂”）。MR-8™材料的折射率为1.60，阿贝数为41，在拥有高折射率、高阿贝数的同时，也有着极佳的抗冲击性、柔韧性和易加工能力。用MR-8™材料制成的镜片不仅更加轻薄，也更加强韧耐用，全面超越了前MR™时代的树脂材料。

MR-7™和MR-10™材料的折射率达到了1.67，制作高度数镜片更为轻薄，其中MR-7™的热变形温度为85度，MR-10™为100度。染色性好的MR-7还推荐用于太阳镜和时尚眼镜；耐热性较好的MR-10™在严峻的温度环境下也能放心使用。

MR-174™的折射率达到1.74，能够做出极薄的镜片，适合追求镜片轻薄以及想购买最高级产品的消费者。时至今日，MR-174™仍然在引领着尖端树脂镜片发展的前沿潮流。❏