基于聚合物复合物的折射率可调控层层组装粘合膜研究

This proposal aims at the preparation of optical adhesive film with tunable refractive index and its application on optical elements. Layer-by-layer assembled adhesive films with tunable refractive index will be constructed based on polymeric complexes to solve several problem of traditional optical adhesive, which includes uncontrollable refractive index and difficult to form a Large area of film. All the preparation and bonding progress are carry out in water to avoid pollution of the environment , which also of great benefit to debonding of optical elements. The proposal open a new avenue of controllable adhesive bonding of optical elements.

针对现有光学胶黏剂领域存在的难以大面积制备、折射率调节困难等问题，本项目以结构丰富且可调控折射率的聚合物复合物为研究对象，深入研究聚合物复合物制备条件对折射率的影响，在此基础上以层层组装方法在光学零件表面制备粘合膜，以全新的策略解决现有问题。整个制备及粘合过程只需水作为溶剂，方法环保还解决了光学胶黏剂拆胶困难的问题，为光学零件的高质量可控胶合开辟了一种新途径。本课题的研究将促进超分子化学、高分子物理和光学仪器组装领域交叉融合，同时将对折射率匹配材料提供理论支撑和技术保障，具有重要的应用价值。

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，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。具体工作如下：.（1）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±0.89 MPa范围内。.（2）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。 .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。