环氧和硫代环氧官能的可聚合组合物和由其制备光学制品的方法_5

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FT-Raman系统来获得的,其使用了在 1655 - 1616(^1的代表性峰来确定苯乙烯和甲基丙烯酸酯的0 =(:键,和在675 - 640〇^1的 峰来确定硫代环氧化物的C-S-C键。
[0184] 聚合物样品的折射率((RI-(E_线))是使用Metricon Model 2010M棱镜耦合 器根据ASTM C1648-06来测量的。液体样品的折射率是使用Atago DR-M2阿贝折射计在 546nm(水银 e-线)和 20°C,根据 ASTM-D1218-02(2007)测量的。
[0185] 液体样品的粘度是使用Brookfield CAP 2000+粘度计,使用#1转子在1000RPM 在25°C测量的。该粘度是以厘泊(cP)报告的。微压痕硬度或者Fischer微硬度(FMH)是 根据 ISO 14577-07,使用获自 Fischer Technology,Inc 的 Fischerscope H-100SMC 测量 的。聚合物的Fischer微硬度±3N/mm2是在300mN的负荷,随后在15s中施加0-300mN的 负荷来测量的。
[0186] 黄度指数(YI)是使用 HunterLab UltraSan PR0,根据 ASTME313-10 来测量的。片 状样品的路径长度等于样品厚度(3_),以及液体样品的路径长度是2cm。
[0187] 玻璃化转变温度(Tg)是通过动态力学分析,根据ASTM E1640-09测定,并且以。C 来报告。
[0188] 除了上面提供的缩写,在下面的实施例中,下面的缩写具有下面的含义。如果缩写 未被定义,则它具有它普遍接受的含义。
[0189] BPA-TDGE =双酚A二硫代缩水甘油醚
[0190] DABCO =二氮杂双环辛烷
[0191] DMDS =二巯基二乙基硫醚
[0192] DVB =二乙烯基苯
[0193] GM=甲基丙烯酸缩水甘油酯
[0194] GST = 2, 3-双((2-巯基乙基)硫代)-1-丙烷硫醇
[0195] MMA =甲基丙烯酸甲酯
[0196] PTMA =季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)
[0197] TBPB=四丁基溴化鱗
[0198] TGMA=硫代甲基丙烯酸缩水甘油酯
[0199] 部分2-对比例I (CE-I) (TGMA)的制备
[0200] 将5L包套的反应器安装上机械搅拌器、温度计和冷凝器。在氮气氛下向该容器中 装入 GMA(508g,3. 58mol)、乙酸酐(40. 2g,0. 39mol)、甲醇(700mL)和甲苯(700mL)。将该混 合物加热到40°C,并且将硫脲(300g,3. 95mol)以15分钟间隔,以50g的部分加入。在这 些添加期间,监控反应温度保持在40°C _50°C的温度范围。在加入最后的部分之后,将该反 应在这个温度搅拌另外一小时,其后TLC分析(在己烷中的30%乙酸乙酯)显示没有剩余 的GMA。将该反应混合物倾倒入4L分液漏斗中,并且用700mL部分的稀H 2SO4 (在水中1重 量% )清洗两次,并且然后用700mL部分的饱和氯化钠水溶液清洗两次。将有机层分离、回 收和用MEHQ(4-甲氧基酚)(44mg,0. 36mmol)干燥,用硫酸镁干燥和在真空下浓缩。在浓缩 后获得透明油(480g)。所得产物的纯度是通过NMR(97. 5%的TGM和2. 5%的GM)测定 的。1H NMRS 1.95(s,3H),δ2·29((Μ,1Η),δ2·53((Μ,1Η),δ3· 16(ρ,1Η),δ4· 17(dd,lH), δ 4· 25 (dd,1Η),δ 5· 60 (t,1Η),δ 6· 15 (s,1Η)。RI (Ε-线)是 I. 509 ;和 Abbe 是 38。
[0201] 部分3-实施例1-11的制备
[0202] 实施例1. TGMA(50% )和苯乙烯(50% )的预聚
[0203] 在氮气氛下,向安装有冷凝器和磁力搅拌棒的IL圆底烧瓶中加入根据CE-I的程 序所制备的了6麻(5(^,0.32111〇1)和苯乙烯(5(^,0.48111〇1)。加入¥32〇67(2,2'-偶氮双 (2-甲基丁腈)(0. 05g,0. 26mmol),并且然后在油浴中将该反应混合物加热到105-110°C。 在加热的同时,每15分钟监控该反应混合物在25°C的粘度。在上面的温度1小时后,该反 应达到稳定的粘度,在这个点,将该反应混合物脱离加热。将它冷却到室温,同时暴露于空 气(目的是活化通过TGM所引入的MEHQ自由基抑制剂)。在冷却后,反应产物是均匀的、 透明的无色油(100g),在25°C的粘度是325cP。将该产物储存在4°C。FT-Raman光谱显示 在反应过程中40 %的总可聚合双键转化成聚合物。在每种单体中,48 %的TGM和35 %的 苯乙烯被转化成聚合物。RI (E-线)是1. 5487和Abbe是29. 5。
[0204] 实施例2. TGMA(60% )和苯乙烯(40% )的预聚
[0205] 依照实施例1的程序,除了使用下面所示的量:TGMA(300g,1.89mol),苯乙烯 (200g,1.92mol),和 Vazo 67(据报道是 2,2' -偶氮双(2-甲基丁腈))(0.25g,1.3mmol)。 在冷却后,反应产物是均匀的、透明的无色油(500g),在25°C的粘度是210cP。将该产物储 存在4°C。FT-Raman光谱显示在反应过程中28. 5%的总可聚合双键转化成聚合物。在每种 单体中,29%的TGMA和28%的苯乙烯被转化成聚合物。所测量的RI (E-线)是1. 5434和 Abbe 是 30. 9。
[0206] 实施例3.在一锅法中制备DMDS和TGM的迈克尔加合物
[0207] 将5L包套反应器安装有机械搅拌器、温度计和冷凝器。在氮气氛下向该反应器装 入GMA(300g,2. Ilmol)和DABCO (据报道是二氮杂双环辛烷)(240mg,2. lXl(T3mol)。然后将 所得的混合物冷却到〇°C,并且缓慢加入DMDS (160g,I. 04mol),来确保温度不升高(lmL/分 钟)。在加入DMDS后,将该反应在0°C搅拌2小时,并且碘滴定显示不存在游离的硫醇。将 该反应用乙酸酐(23g,0.23mol)处理,并且使其升温到室温,在这个点,将该混合物用甲苯 (IL)和甲醇(IL)稀释。然后将该混合物加热到40°C,并且将硫脲(180g,2.37mol)以15 分钟间隔,以~50g的部分加入。在这些添加期间,监控反应温度保持在40°C-50°C的温 度范围。在加入最后的部分之后,将该反应在这个温度搅拌3小时,其后TLC分析(在己烷 中的20%乙酸乙酯)显示没有剩余的DMDS与GMA的迈克尔加合物。将该反应混合物倾倒 入4L分液漏斗中。将该反应混合物用800mL部分的稀H 2SO4 (在水中1重量% )清洗两次。 然后将该混合物用SOOmL部分的饱和氯化钠水溶液清洗两次。将有机层分离、回收和用硫 酸镁干燥和在真空下浓缩。在通过0.45 μ m压滤机过滤后,获得透明油(375g)。所获得的 产物的纯度通过NMR分析测定为是94%的DMDS-TGM迈克尔加合物和6%的TGMA。该产物 在 25°C 的粘度是 237cP。1H NMR :dl. 18 (d,6H),d2· 19 (dd,2H),d2· 45 (dd,2H),d2· 56 (dd, 2H),d2. 64 (m,2H),d2. 66 (s,8H),d2. 77 (dd,2H),d3. 05 (p,2H),d4. 09 (dd,4H)。RI (E-线) 是 I. 5628 和 Abbe 是 40. 5。
[0208] 实施例4.在一锅法中制备DMDS和TGMA的迈克尔加合物:
[0209] 依照实施例3的程序,除了使用下面所示量的材料之外:GMA(420g,2.96mol), DABC0(24mg,2.2Xl(T4mol),DMDS,(33.5g,0.22mol),乙酸酐(33g,0.32mol),甲苯(1L),甲 醇(IL)和硫脲(250g,3. 29mol)。将所回收的有机层用MEHQ(50mg,0. 4mmol)稳定,用硫酸 镁干燥和在真空下浓缩。在浓缩后获得透明油(417g)。NMR光谱与10:1摩尔比的两种组 分硫代甲基丙烯酸缩水甘油酯和DMDS-TGM迈克尔加合物的混合物一致(在CE-I和实施 例3中所报告的NMR光谱)。RI (E-线)是1. 5288和Abbe是39. 5。
[0210] 实施例5.在一锅法中制备GST和TGMA的迈克尔加合物:
[0211] 依照实施例3的程序,除了使用下面所示量的材料之外:GMA(300g,2. llmol), DABC0(240mg,2.1Xl(T3mol),GST(180g,0.69mol),乙酸酐(23g,0.23mol),甲苯(1L),甲醇 (IL)和硫脲(180g,2. 37mol)。在浓缩后获得稍微浑浊的油(380g)。这种产物在25°C的粘 度是 615cP。1H NMR :dl. 27 (d,9H),d2· 29 (d,3H),d2· 54 (d,3H),d2· 67 (dd,3H),d2· 71 (m, 3H),d2. 76 (s,8H),d2. 88 (m,3H),d2. 91 (m,4H),d3. 00 (p,1H),d3. 15 (p,3H),d4. 19 (dd,6H)。 RI (E-线)是 I. 5677 和 Abbe 是 39. 7。
[0212] 实施例6.在一锅法中制备GST和TGMA的迈克尔加合物:
[0213] 依照实施例3的程序,除了使用下面所示量的材料之外:GMA(420g,2.95mol), DABC0(45mg,4Xl(T4mol),GST(35g,0. 13mol),甲苯(IL),甲醇(IL)和硫脲(250g,3. 29mol)。 将该有机层用MEHQ(50mg,0.4mmol)稳定,用硫酸镁干燥和在真空下浓缩。在浓缩后获得 透明油(412g)。该样品的NMR光谱与94 :6比率的TGMA和GST-TGMA迈克尔加合物的混合 物一致(在CE-I和实施例5中所报告的NMR光谱)。这种产物在25°C的粘度低于50cP。 RI (E-线)是 1. 5177 和 Abbe 是 38. 9。
[0214] 实施例7.预聚含有TGMA,实施例5和苯乙烯的混合物
[0215] 在氮气氛下,向安装有冷凝器和磁力搅拌棒的500mL圆底烧瓶中装入根据CE-I的 程序制备的材料(96g),根据实施例5的程序所制备的材料(24g)和苯乙烯(80g)。加入 Vazo 67(0.1 Og),并且将该反应混合物在油浴中加热到105-110°C。在加热的同时,每15分 钟监控该反应混合物在25°C的粘度。在上面的温度范围1小时后,该反应达到稳定的粘度, 在这个点,将该反应混合物脱离加热。将它冷却到室温,同时暴露于空气(目的是活化通过 TGMA中的MEHQ自由基抑制剂)。在冷却后,反应产物是均匀的、透明的无色油(200g),产物 在25 °C的粘度是75cP。RI (E-线)是1. 5477和Abbe是30. 8。将所得的产
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