XDI为什么在镜片领域如此关键?

发布于 2025-02-26 18:08:54

XDI(间苯二甲基二异氰酸酯)是镜片行业的明星材料。主要得益于其在理化性能和加工性能方面的特殊优势。
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中加创新中心
中加创新中心 认证专家 2025-02-26
sci-c.org加拿大联邦政府批准的非盈利机构 依托在智慧能源城市(氢能),微电网,环保,AI人工智能,医疗医药等行业领域进行北美与中国的全面双向技术交流与合作

来源:第一材智
高折射率和卓越的光学性能是适用于眼镜行业的首要条件。由XDI制成的含硫聚氨酯树脂具有很高的折射率,用其制成的镜片材料可以在相同的屈光度下比其他材料更薄,这对于高度近视患者来说尤为重要,能有效减轻镜片重量,提高佩戴舒适度,同时也提升了镜片的美观度。与常见的光学材料相比,三井由XDI制成的MR系列树脂的折光率普遍在1.60以上。其他常见的PC、亚克力、玻璃等材质的折光率普遍在1.50-1.60。此外XDI还能赋予镜片出色的光学性能,如低色散,可减少光线在镜片中的散射和折射,提高成像质量,使佩戴者看到的物体更加清晰、锐利,色彩还原度更高。

MR树脂与其他光学材料性能对比
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  良好的耐黄变性能和化学稳定性保障长期使用。XDI分子结构中的苯环被亚甲基隔开,使其具有类似脂肪族异氰酸酯的特性,抗黄变性能出色。镜片在长期使用过程中,尤其是在紫外线照射等环境下,不易发生黄变,能始终保持良好的透明度和光学性能,保证视觉效果的清晰和真实。XDI化学性质稳定,在不同的环境条件下,如温度、湿度变化时,能保持自身的化学结构和性能稳定。这使得镜片在各种使用环境中都能维持良好的光学性能和物理性能,延长镜片的使用寿命。

  良好的反应活性和加工流动性便于精准加工。XDI的反应活性适中,在与其他单体进行聚合反应时,能够精确控制反应进程,有利于生产出性能稳定、质量均一的镜片产品。而且可以通过调整反应条件和配方,实现对镜片材料性能的精准调控,满足不同用户对镜片的特殊需求。由XDI制成的镜片材料具有良好的流动性和成型性,能够适应各种复杂的镜片模具形状,可制成不同曲率、不同规格的镜片,满足市场上多样化的镜片设计需求,包括渐进多焦点镜片、非球面镜片等高端产品的生产。

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常见异氰酸酯的黄变性能和反应活性对比
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常见异氰酸酯衍生物Tg对比

  良好的机械性能可减少产生划痕和破裂风险。用XDI生产的镜片具有较高的硬度和抗冲击性能,不易出现划痕和破裂,在日常使用中更加耐用,能有效保护眼睛免受外力伤害,同时也降低了镜片损坏的风险,减少更换镜片的频率。         早在1990年,三井化学开发了基于XDI的MR系列的高折光聚氨酯镜片,到目前为止,已有MR-7、MR-8、MR-10等产品上市。此外,美国、德国、韩国等国家的公司也在积极研究开发新型高折光树脂镜片,已有数十种镜片应用于市场聚氨酯树脂是指聚醚多元醇或聚酯多元醇与异氰酸酯的反应,即-OH基团与-NCO基团的反应,而光学聚氨酯由于其折射率等指标要远高于普通聚氨酯材料,一般的多元醇与异氰酸酯已经无法满足需求,必须采用折射率更高的聚硫醇与特种异氰酸酯,即满足-SH基团与-NCO基团,或-SH基团与-NCS基团的聚合反应,使得光学聚氨酯的结构形态发生显著变化。为开发含硫光学聚氨酯树脂,人们主要开发设计新型的多元硫醇。常见的硫醇有季戊四醇类硫醇、硫酚及其衍生物和其他杂环类多硫醇。

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三井大牟田工厂,5000吨/年m-XDI产能
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三井MR系列产品光学性能对比

  MR-7:折射率为 1.677,一般用于做高度数的镜片,是目前染色效果比较好的材料,适合用于有颜色的镜片和近视太阳镜。
  MR-8:是各种性能较为平衡的高折射率镜片材料,适合生产任何度数的眼镜片,已成为眼镜片材料的一项新标准2。
 MR-10:突出优点是能适应很多严酷环境,耐高温性能出色,折射率为1.667
  除了在光学领域之外,XDI及氢化XDI系列产品也可以广泛应用于涂料、粘结剂、弹性体等领域。

常见脂肪族异氰酸酯的应用领域
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注:蓝色代表非常适用,浅蓝代表适用

  目前国内包括万华化学在内企业也已突破XDI的生产技术,后续还有包括联泓新材、摩珈生物等企业生产非光气法或生物基的XDI系列产品。

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