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具有高折射率的功能性光学聚合物材料由于在眼镜片、光学胶粘剂、棱镜、光波导等领域的广泛应用而备受关注。聚合物折射率越高,越能有效地降低光学器件的厚度与曲率,使得光学元件轻量化和小型化而更有利于光学器件的广泛应用。根据适用范围的不同,本论文从以下三个方面设计制备高折射率聚合物材料,并对高折射率聚合物材料进行性能测试和表征。1.将高折射率的氧化锌(Zn O)纳米粒子超声均匀分散到丙烯酸(AA)单体中,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,一步化学合成一种高透明性、高折射率、高吸水性的Zn O-PAA纳米复合水凝胶。该复合水凝胶在可见光区透过率最高达到99%,折射率最高为1.3783。且该水凝胶随着Zn O增加,机械性能和热稳定性均增加。此外,该复合水凝胶对革兰氏阴性菌种大肠杆菌和革兰氏阳性菌种金黄色葡萄球菌均具有良好的抗菌效果。因此设计的水凝胶纳米复合材料有望应用于人工角膜植入物,并具有其他潜在的生物应用价值。2.通过简单的自由基聚合反应成功制备出一系列由不同水溶性溶剂和聚丙烯酸(PAA)组成的折射率在1.3415-1.4479范围内可调的Yx/PAA水凝胶(Y表示溶剂类别,x表示不同溶剂与水的体积比)。该水凝胶在可见光区透过率均在93%以上,且表现出较好的机械性能,最大拉伸剪切强度为22.67±3.45 KPa。进一步地,通过将Yx/PAA水凝胶进行交叉组合,可成功制备出透明且具有梯度折射率分布的Yx/Zx/PAA水凝胶(Y、Z代表不同溶剂,同一梯度折射率水凝胶中,Y、Z代表的溶剂不一样,x表示溶剂与水的体积比)。该梯度折射率分布的水凝胶在微创手术人工晶体植入体等生物医学领域具有潜在的应用价值。3.提出了一种简单有效的方法将硫元素直接引入并均匀分散在聚苯乙烯(PS)中,成功制备了一系列高折射率且高阿贝数(Vd)的光学聚合物材料。其中元素硫和苯乙烯(St)的反应产物(St-S)很好的分散到PS聚合物中,获得的含硫聚合物折射率高达1.6220,Vd为27.3。元素硫均匀分散在PS中可以通过含硫聚合物的实物照片、光学透过分析、扫描电子显微镜分析和X射线能谱分析进行证明,并且利用热重仪和差示扫描量热仪对含硫聚合物材料的热性能进行讨论分析。