九州工業大學開發具自我修復與回收再生性之高屈折率光學樹脂

 

刊登日期:2025/8/16
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九州工業大學開發了一項兼具自我修復性與回收再生性的光學樹脂,可望適用於智慧型手機顯示器、眼鏡鏡片保護膜等用途,進而有助於減少塑膠廢棄物並促進資源循環。
現有多數的光學樹脂在分子設計方面尚未明確達到自我修復性與回收再生性兩大特性,因此具備雙重機能的光學樹脂開發進展有限。
 
此次開發的光學樹脂為主鏈含有乙醚(Ether)結構的Polydithiourethane(PDTU)。將PDTU製成的薄膜在破裂後,僅須將斷裂面對接加壓,數分鐘內即可重新接合,且強度可恢復至與斷裂前相當的水準。這項自我修復性來自於分子結構中Dithiourethane部位彼此之間以及Dithiourethane與醚氧原子之間形成的氫鍵。
 
PDTU 的原料Diisothiocyanate與二硫醇類(Dithiol)在鹼性觸媒作用下能於室溫進行聚合,當PDTU經加熱處理後,可分解為末端帶有活性官能基的寡聚物,藉由這種可逆的「加成-解離反應(Addition-dissociation Reaction)」實現樹脂的回收再生性。此反應可反復進行,並已確認自我修復功能劣化的薄膜能透過再生過程恢復其性能。
 
此外,新開發的PDTU含有30%以上的硫元素,在光學性能方面,折射率約為 1.655,阿貝數(Abbe number)介於25.5至27.7。此數值與一般高折射率鏡片材料如硫脲樹脂(Thiourea Resin)、環硫化物樹脂(Episulfide Resin)相當。今後九州工業大學計劃進一步開發符合綠色化學理念的製程,實現無溶劑、無觸媒條件下的 PDTU 薄膜成形,以及相關可回收再生之技術的開發。

資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/675773
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