Plastics_6_2018

w w w . p l a s t i c s . r u 33 СПЕЦТЕМА/ ОПТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ П Л А С Т И К С № 6 ( 1 7 9 ) 2 0 1 8 асферических, их сборки и юстировки. Ор- ганические полимерные материалы отлича- ются термопластичностью — способностью при нагревании переходить в вязкотекучее состояние, а при охлаждении сохранять форму. Поэтому применение светопроз- рачных термопластических полимеров для изготовления оптических деталей позволя- ет использовать высокопроизводительные методы, в частности литье под давлением, что является одним из перспективных на- правлений интенсификации оптического производства. Экономическая эффектив- ность использования полимеров в качестве оптических сред основана на уменьшении затрат на материалы и их переработку. Из полимерных материалов можно в массовом масштабе изготавливать оптические детали со сложным профилем поверхности и мон- тажными выступами, которые трудно или почти невозможно сделать из неорганиче- ского стекла. Основные недостатки, ограничивающие применение полимеров для изготовления оптических элементов, — температурный коэффициент расширения и температур- ный коэффициент показателя преломления, которые превышают названные показатели неорганических оптических стекол, а также сравнительно меньшая оптическая однород- ность. Вместе с тем технологичность и та- кое весьма ценное свойство полимеров, как возможность направленного регулирования структуры и свойств, открывают большие перспективы создания на их основе новей- ших типов оптических материалов. В настоящее время полимеры являют- ся основным материалом для изготовления оптических волокон, на их основе создаются объемно-неоднородные оптические элемен- ты, предназначенные для формирования и обработки изображений, оптические реги- стрирующие среды, системы компьютерной стереолитографии. На основе оптически про- зрачных полимеров получают фотохромные, люминесцирующие и генерирующие матери- алы, а также нелинейно-оптические наноком- позиты, перспективные для лазерной оптики, оптоэлектроники и других быстро развиваю- щихся современных областей техники. Методы переработки Исходная бесцветность и прозрачность полимеров должны сохраняться при их пере- работке в оптические изделия. Существен- ное преимущество полимеров перед неор- ганическим стеклом заключается в легкости формования, возможности изготовления изделий сложной конфигурации. В то же время если качество оптических деталей из неорганического стекла (за исключением дефектов поверхности) определяется каче- ством исходного материала, то для полимер- ных деталей велика роль дефектов, которые возникают или усугубляются именно в про- цессе переработки. Для изготовления оптических деталей применяют почти все известные методы: ли- тье под давлением, прессование, термофор- мование, механическую обработку (точение, фрезерование, шлифование, полирование). Наилучшим методом получения изделий оптического назначения считается полиме- ризация в форме со специально подготов- ленными поверхностями. Так изготавлива- ют очковые и контактные линзы, зеркала, листы, стержни. При этом можно добиться минимального значения внутренних на- пряжений и оптической неоднородности в деталях, высокого качества поверхностей де- талей, которое определяется исключительно качеством поверхности оснастки. При изго- товлении полимерных линз за контрольные параметры принимают их фокусное расстоя- ние и разрешающую способность. Однако полимеризация в форме отличается большой длительностью, вследствие чего применяет- ся главным образом для получения изделий очень ответственного назначения. Механическую обработку блочных поли- меров обычно применяют в мелкосерийном производстве, когда использование дорого- стоящего оборудования экономически не- целесообразно. Несмотря на то, что оптиче- ское полирование и шлифование полимеров затруднено из-за низкого модуля упругости, плохой теплопроводности и большого тер- мического коэффициента линейного рас- ширения, некоторые крупногабаритные изделия изготавливают только путем меха- нической обработки. При этом абразивом служит оксид олова. Высокая чистота по- верхности достигается при использовании замороженных водных суспензий абразивов. При изготовлении линз или получении ори- гиналов для последующего гальванокопи- рования их поверхности применяют точе- ние — нарезание профиля на поверхности заготовки из листового органического стекла алмазным резцом. Более технологичен метод прессования заготовок из органического стекла необхо- димой толщины, габариты которого соот- ветствуют размерам готового изделия. Этот способ применяют для изготовления линз размером более 100 мм и больших плоских изделий типа растров. Он также принят для получения с высокой точностью самой