جنس لنزهای پلی کربنات: پروفایل پلی کربنات

 

 

پلی کربنات (PC)که به عنوان یک پلیمر ترموپلاستیک با کارایی بالا با فرمول مولکولی (C16H14O3)n طبقه‌بندی می‌شود، یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در فناوری لنزهای چشمی از زمان استفاده از آن برای کاربردهای عینک در اوایل دهه 1980 است. این ماده که از پلیمریزاسیون بیسفنول A با فسژن (COCl2) یا دی فنیل کربنات به دست آمده است، دارای ضریب شکست 1.586، وزن مخصوص 1.20 گرم بر سانتی‌متر مکعب و مقدار Abbe با ویژگی‌های 30 است که هر دو آن را به‌طور کاملاً قابل تغییری در داخل آن نشان می‌دهد. مزایا و محدودیت های قابل توجه برای برنامه های اصلاح بینایی.

اتصال هوافضا هیچ کس به اندازه کافی در مورد آن صحبت نمی کند

بنابراین در اینجا چیزی در مورد پلی کربنات است که در بیشتر بحث های نوری محو می شود. این ماده زندگی خود را در یک آزمایشگاه عینک شروع نکرد. حتی نزدیک نیست.

این ترکیب به طور مستقل توسط محققان بایر در آلمان و جنرال الکتریک در ایالات متحده در سال 1953 کشف شد. تولید تجاری پنج سال بعد آغاز شد. اما عینک؟ این خیلی خیلی دیرتر آمد.

آنچه در این بین اتفاق افتاد در واقع بسیار وحشی است. ناسا به چیزی شفاف نیاز داشت که بتواند شرایط وحشیانه فضا را-نوسانات شدید دما، برخوردهای ریزشهاب‌سنگ، و کارها را کنترل کند. پلی کربنات در طول ماموریت‌های آپولو به ماده‌ای{3}}برای سرپوش‌های کلاه فضانوردان تبدیل شد. شیشه های جلو شاتل فضایی سایبان جت های جنگنده. این ماده به معنای واقعی کلمه از بینایی افراد با سرعت 17500 مایل در ساعت در مدار پایین زمین محافظت می کرد قبل از اینکه نزدیک بینی کسی را اصلاح کند.

در سال 1978، اولین لنز چشمی تک بینایی وارد بازار شد. صنعت اپتیکال بالاخره گیر کرده بود.

چرا مقاومت در برابر ضربه بیشتر از آنچه فکر می کنید اهمیت دارد؟

اعداد در اینجا واقعاً چشمگیر هستند. پلی کربنات تقریباً ده برابر پلاستیک استاندارد CR-39 مقاومت در برابر ضربه را ارائه می دهد. برخی آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این لنزها می‌توانند در برابر توپی که با سرعت ۱۳۵ مایل در ساعت حرکت می‌کند بدون شکستن مقاومت کند.

اما اینجاست که جالب می شود. همان خاصیتی که پلی کربنات را تقریباً نشکن می‌کند-انعطاف‌پذیری مولکولی آن- بزرگترین نقطه ضعف آن را ایجاد می‌کند. مواد نرم است. به طرز مسخره ای نرم، در واقع. یک عدسی پلی کربنات را بیندازید و آن را جهش کنید. کلیدهای ماشین خود را روی آن بکشید و یک خراش دائمی خواهید داشت.

به همین دلیل است که تقریباً هر لنز رایانه شخصی با یک پوشش سخت از قبل اعمال می شود. صنعت این درس را به سرعت آموخت.

در مورد عینک کودکان، واقعاً هیچ بحثی وجود ندارد. انجمن بینایی سنجی آمریکا و اکثر پزشکان مراقبت از چشم حتی توصیه دیگری را برای کودکان زیر شانزده سال در نظر نمی گیرند. همین امر در مورد بیماران تک چشمی-هرکسی که بینایی قابل توجهی را در یک چشم خود از دست داده است صدق می کند. محاسبه ریسک فقط از استفاده از مواد شکننده تر پشتیبانی نمی کند.

مشکل ارزش Abbe

بسیار خوب، اینجا جایی است که پلی کربنات مورد انتقاد قانونی قرار می گیرد.

عدد Abbe اندازه‌گیری می‌کند که یک ماده چقدر نور را در طول موج‌های اجزای خود پخش می‌کند. اعداد بالاتر به معنای انحراف رنگی کمتر است-حاشیه‌های رنگین کمانی کمتر در اطراف منابع نور، دید محیطی واضح‌تر، حاشیه‌های رنگی کمتر وقتی از لبه‌های لنز خود نگاه می‌کنید.

شیشه تاج 58.5 است. CR-39 پلاستیک نمره 59.3. Trivex 43-45 را مدیریت می کند.

پلی کربنات؟ 30. آخرین مرده در میان مواد لنز رایج.

آیا این در عمل اهمیت دارد؟ راستش بستگی داره اکثر کسانی که نسخه زیر 4.0 دیوپتر دارند هرگز متوجه نمی شوند. انحراف رنگی تنها زمانی قابل توجه می شود که به خوبی خارج از محور-نگاه شود، و مطالعات نشان می دهد که 80 درصد حرکات چشم به هر حال در 20 درجه از نقطه ثابت باقی می مانند. قبل از اینکه به مناطق مشکل دار برخورد کنید، سر خود را بچرخانید.

اما برای بیمارانی که نسخه‌های قوی‌تری دارند-به‌ویژه موارد بالای 6.0 ±، اعوجاج نوری می‌تواند واقعاً آزاردهنده باشد. برخی افراد سازگار می شوند. زیاد نیست. من گزارش‌هایی از بینایی‌شناسان را خوانده‌ام که بیمارانی را توصیف می‌کنند که به سادگی نمی‌توانند پلی کربنات را در هر سطح نسخه‌ای تحمل کنند، اگرچه این نسبتاً غیر معمول است.

ساخت: تزریق در مقابل قالب گیری ریخته گری

فرآیند تولید بیش از آن چیزی است که بیشتر مردم تصور می کنند.

لنزهای پلی کربنات از طریق قالب گیری تزریقی ساخته می شوند. مواد خام به صورت گلوله های جامد کوچک به دست می آید. اینها تا زمانی که مذاب شوند گرم می شوند، سپس تحت فشار شدید به قالب های دقیق شلیک می شوند. خنک شدن سریع اتفاق می افتد. یک لنز تمام شده می تواند در عرض چند دقیقه ظاهر شود.

این سرعت توضیح می دهد که چرا لنزهای PC علیرغم مشخصات فنی، نسبتاً مقرون به صرفه هستند. تولید با حجم بالا باعث کاهش هزینه ها می شود.

این را با Trivex مقایسه کنید، که از قالب‌گیری ریخته‌گری{0}}فرآیندی آهسته‌تر استفاده می‌کند که در آن مونومر مبتنی بر یورتان مایع- درون قالب‌ها ریخته می‌شود و اساساً تا زمانی که ببندد پخته می‌شود. زمان پخت طولانی‌تر، توزیع تنش یکنواخت‌تری را در سراسر لنز ایجاد می‌کند، که تا حدی شفافیت نوری برتر Trivex را نشان می‌دهد.

وضعیت محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش

یکی از مزیت‌های واقعی که به چشم نمی‌آید: پلی کربنات به طور ذاتی اشعه UV را مسدود می‌کند. بدون پوشش مورد نیاز بدون درمان اضافی فقط... ساخته شده است.

این ماده تقریباً همه چیز زیر 380 نانومتر را جذب می کند. UVA، UVB{2}}مهم نیست. این یک افزودنی بازاریابی- نیست. این یک ویژگی اساسی ساختار پلیمری است.

CR-39 و شیشه تاج هر دو برای دستیابی به محافظت قابل مقایسه در برابر اشعه ماوراء بنفش به درمان های خاصی نیاز دارند. این یک مرحله تولید اضافی، یک هزینه اضافی، و یک نقطه اضافی از شکست بالقوه است.

زمانی که از پلی کربنات استفاده نکنید

نسخه های قوی بالای 4.0 ± دیوپتر مشکلاتی ایجاد می کند. ضخامت لنز به اندازه ای افزایش می یابد که مزیت وزن شروع به ناپدید شدن می کند و انحراف رنگی بارزتر می شود.

مواد با شاخص{0}بالا (1.67، 1.74) در اینجا معنی بیشتری دارند. بله، هزینه آنها بسیار بیشتر است. بله، مقاومت در برابر ضربه آنها با رایانه شخصی مطابقت ندارد. اما برای کسی که نسخه 8.00- را اجرا می کند، بهبودهای زیبایی شناختی و نوری معمولاً این معامله را توجیه می کند.

همچنین قابل ذکر است: فریم های پلی کربنات و استات به خوبی با هم بازی نمی کنند. چیزی در مورد برهمکنش شیمیایی بین مواد. بیشتر سازندگان به جای آن قاب های پلاستیکی یا فلزی تزریقی را توصیه می کنند.

و رنگ آمیزی؟ نوعی سردرد با کامپیوتر این ماده رنگ ها را به راحتی CR-39 نمی پذیرد. اگر بیمار به طور خاص ته رنگ های گرادیان یا رنگ های مد را روی لنزهای خود می خواهد، پلی کربنات احتمالاً انتخاب مناسبی نیست.

حفاری و طرح های بدون حاشیه

وقتی برای اولین بار آن را یاد گرفتم، این من را شگفت زده کرد، اما پلی کربنات در واقع برای فریم های بدون لبه و نیمه{0}}به زیبایی کار می کند. استحکام کششی این ماده به مراتب بهتر از شیشه یا پلاستیک استاندارد در برابر ترک خوردن در اطراف سوراخ های مته مقاومت می کند.

کلید تکنیک است. سوراخ تیز، سرعت کم، حداقل فشار. بینایی‌شناسانی که در فرآیند حفاری عجله می‌کنند در نهایت با لنزهای ترک خورده مواجه می‌شوند. کسانی که وقت خود را صرف می کنند، پایه های تمیزی دریافت می کنند که سال ها دوام می آورند.

Trivex می تواند حفاری را نیز تحمل کند، اما استحکام کششی بالاتر پلی کربنات در اینجا به آن برتری می دهد.

دوشکستگی و الگوهای استرس

استرس داخلی باعث ایجاد شکست مضاعف می شود. گاهی اوقات هنگام نگاه کردن به قسمت های خاصی از لنز رایانه شخصی، این حالت را به عنوان الگوهای رنگین کمان یا اعوجاج بصری خواهید دید.

علل مختلف است. ناهماهنگی در تولید قرار دادن لنزهای بزرگ در قاب بیش از-پیچ ها را روی پایه های مته سفت کنید. حتی مسدود کردن لنز برای لبه قبل از خشک شدن کامل چسب می تواند باعث ایجاد استرس شود.

در عمل، تفاوت توان از انکسار مضاعف حتی در یک لنز پلی کربنات با استرس شدید معمولاً حدود 0.002 دیوپتر برای نسخه 5.00 ± است. قابل توجه است؟ به ندرت. آیا با تجهیزات مناسب قابل اندازه گیری است؟ کاملا.

پوشش های سطحی موضوع را تا حدودی تشدید می کند. درمان‌های ضد انعکاسی و پوشش‌های سخت لزوماً شکننده‌تر از بستر هستند، که می‌تواند مشکلات مربوط به استرس را تشدید کند.

مسابقه

Trivexبا اکثر نقاط قوت پلی کربنات مطابقت دارد و در عین حال اپتیک بسیار بهتری را ارائه می دهد (Abbe 43 در مقابل{1}}). همچنین حدود 8 درصد سبک تر است. نقاط ضعف: هزینه بالاتر، در دسترس بودن محدود در برخی از طرح های مترقی، و در واقعکمترمقاومت در برابر ضربه پس از اعمال پوشش Trivex بدون پوشش و پلی کربنات بدون پوشش در آزمایش ضربه عملکرد مشابهی دارند، اما لنزهای واقعی- روکش دارند.

CR-39استاندارد کیفیت نوری خالص با قیمت قابل دسترس باقی می ماند. مقدار Abbe آن 59.3 شفاف ترین دید را در بین مواد پلاستیکی ایجاد می کند. اما خرد می شود. نه همیشه، اما اغلب به اندازه ای است که هیچ پزشک مسئولی آن را برای کودکان فعال یا کاربردهای ایمنی صنعتی توصیه نمی کند.

پلاستیک های-با شاخص بالا(1.60+) پروفایل های نازک تری برای نسخه های قوی تولید می کند. آنها UV را مسدود می کنند. از نظر زیبایی ظاهر بهتری دارند. آنها همچنین هزینه قابل توجهی بیشتری دارند و نمی توانند با مقاومت در برابر ضربه پلی کربنات مطابقت داشته باشند.

شیشه ایبهترین مقاومت در برابر خراش و شفافیت نوری را در بین هر ماده لنز ارائه می دهد. همچنین در بسیاری از بازارها تهیه آن سنگین، شکستنی و به طور فزاینده ای دشوار است.

چه کسی در واقع بیشترین سود را می برد

بچه ها توقف کامل ترکیبی از مقاومت در برابر ضربه، محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش و قیمت نسبتا مقرون به صرفه، پلی کربنات را به انتخاب پیش فرض برای عینک های کودکان تبدیل می کند.

ورزشکاران و کارگران در فضای باز نمایانگر جمعیتی آشکار دیگری هستند. هرکسی که فعالیت‌های روزانه‌اش با خطرات احتمالی چشم همراه باشد، باید لنزهای PC را جدی بگیرد.

بیماران تک چشمی با خطرات منحصر به فردی روبرو هستند که باعث می شود مواد مقاوم در برابر شکستن- اساساً قابل مذاکره نباشند. وقتی فقط یک چشم کارآمد دارید، محافظت از آن بسیار مهم است.

و صادقانه؟ بسیاری از بزرگسالان روزانه با نسخه های متوسط ​​​​با پلی کربنات کاملاً خوب عمل می کنند. مصالحه های نوری وجود دارد، اما آنها به اندازه کافی ظریف هستند که اکثر کاربران هرگز آنها را درک نمی کنند.

پوشش ها و تقویت کننده ها

پوشش سخت{0}}مقاوم در برابر خش اساساً اجباری است. اکثر تولید کنندگان آن را به طور خودکار در حال حاضر اعمال می کنند.

پوشش‌های ضد انعکاسی به میزان قابل توجهی به بازتاب‌های سطحی کمک می‌کنند که ضریب شکست نسبتاً بالای پلی کربنات می‌تواند ایجاد کند. آنها همچنین آثار بصری را از انحراف رنگی تا حدی کاهش می دهند.

فیلتر نور آبی اخیراً رایج شده است، اگرچه شواهد مربوط به مزایای آن همچنان مورد بحث است. پوشش ها کار می کنند؛ این که آیا آنها کاری را انجام می دهند که از نظر بالینی معنی دار باشد، کاملاً یک سؤال دیگر است.

درمان‌های فوتوکرومیک برای لنزهای کامپیوتری موجود است که به آنها اجازه می‌دهد در نور خورشید تیره شوند. عملکرد بر اساس برند و فرمولاسیون متفاوت است.

چند عدد که ارزش یادآوری را دارد

Trivex در وزن برنده می شود. CR-39 برنده اپتیک است. شیشه برنده مقاومت در برابر خراش است. پلی کربنات در حفاظت از ضربه و ارزش برنده است.

خط پایین

پلی کربنات کامل نیست انحراف رنگی آن برخی از پوشندگان را آزار می دهد. سطح نرم نیاز به پوشش های محافظ دارد. نسخه های قوی محدودیت های آن را برطرف می کند.

اما برای ایمنی{0}}کاربردهای حیاتی-عینک‌های کودکان، عینک‌های ورزشی، عینک ایمنی صنعتی، پایه‌های بدون لبه-این ماده جایگاه غالب خود را به دست آورده است. همان چیزی که از چشمان فضانوردان در طول ماموریت های آپولو محافظت می کرد، هنوز یکی از عملی ترین انتخاب ها برای اصلاح دید روزمره است.

صنعت به توسعه جایگزین ها ادامه می دهد. Trivex پیشرفت های نوری را ارائه می دهد. مواد با شاخص{2}بالا نمایه های نازک تری ارائه می دهند. پلیمرهای جدید به صورت دوره ای از آزمایشگاه های تحقیقاتی بیرون می آیند.

هیچ یک از آنها پلی کربنات را از نقش مرکزی آن جابجا نکرده است. پنجاه-به‌علاوه سال پس از معرفی تجاری، این اپتیک‌های مقاوم در برابر ضربه-هستند.