1、材料物理鏡片防霧論文 姓名：趙雯雯 學(xué)號：201107021051鏡片防霧引言：材料表面結(jié)霧是一種自然現(xiàn)象,形成原理是氣溫降低造成水的飽和蒸氣壓減低于空氣中的水蒸氣分壓,使水蒸氣凝結(jié)成小水滴1-2。因此,當(dāng)材料表面和外界環(huán)境之間存在顯著溫差時,表面就會出現(xiàn)水霧甚至是水滴3-4。例如,冬季時人戴著眼鏡從屋外進(jìn)入室內(nèi),眼鏡表面會凝結(jié)水霧影，戴口罩時眼鏡也容易有霧氣，戴眼鏡喝開水的時候也是。關(guān)鍵詞：防霧劑 表親水化 光學(xué)防霧膜 表面改性鏡片起霧原因1.鏡片內(nèi)較熱的氣體遇較冷的鏡片所產(chǎn)生的液化現(xiàn)象；2.被眼鏡密封的皮膚表面的水分蒸發(fā)，在鏡片上的氣體凝結(jié)，這也是噴防霧劑不起作用的主要原因。 采取方式及深

2、入了解（一）簡易方法1.防霧劑：通過一定的化學(xué)噴劑，有清潔、去污、防霜、防霧、保護(hù)視力等功效，對皮膚無刺激，使用方便，使用一次可保持13天不生霧。缺點(diǎn)是防霧劑摻雜了許多化學(xué)成分，會對鏡片的膜層造成影響。2.肥皂水：用肥皂水在眼鏡片上抹勻，然后用鏡布擦干可起到暫時的防霧效果，防霧的時間特別短一般2-4小時以上。缺點(diǎn)是：因?yàn)殓R片表面有人工膜，長期使用堿性，酒精會對膜的傷害很大，這樣就大大增加了眼鏡片的磨損速度，簡短鏡片使用壽命。也會很大程度上影像鏡片的透光性。3.自制防霧水：先用甘油30毫升，肥皂液10毫升混勻，然后加松節(jié)油數(shù)滴，攪拌均勻備用，到使用時將防霧水涂在鏡片上，再用眼鏡布擦拭，防霧可持續(xù)

3、34小時。4.把濕肥皂均勻地涂擦在眼鏡片上，稍等一會兒，將鏡片用軟布擦亮。然后在鏡片兩面均勻地涂抹一層甘油，稍等一會兒，用軟布擦亮。經(jīng)過這樣處理，鏡片遇水蒸氣就不會起水霧了。這樣不僅使眼鏡光亮一新，還能在一定時間內(nèi)有效抵擋霧氣的困擾。如果用樹脂鏡片就會比玻璃鏡片要好得多，可以解決冬天進(jìn)屋眼鏡有熱氣的問題，5.在眼鏡片上涂上表面活性物質(zhì)，如洗潔精、沐浴露等，輕輕涂在眼鏡片上，再拿水沖洗干凈就可以了，注意，洗的時候不要用手哦！原理：因?yàn)榉试眍惖南匆聹靹┲泻杏椭煞?，用其涂抹眼鏡，鏡片上就形成了一層膜，阻擋水蒸氣與鏡面接觸，鏡片不容易附著水蒸氣，那也就不容易起霧了，甘油用來來減慢肥皂的揮發(fā)。 6.

4、PC鏡片：其散熱性能高，或者選擇具有一定防霧功能的鏡片，防霧鏡片的表面有最新型的鍍膜，可以有效地減少鏡片出現(xiàn)霧化的現(xiàn)象，采用這種鍍膜的工藝，散霧的效果尤為明顯。7.防霧眼鏡布：直接擦拭鏡面，污漬去除即可。具有防霧、防霜、去污等功能。對皮膚無刺激，對鏡面無腐蝕，使用方便，擦拭一次可保持1-2天不生霧。（二）樹脂鏡片 鏡片表面防霧主要采用使鏡片表面親水化的原理。水分在還沒有形成水滴之前，會濕潤、擴(kuò)散于鏡片表面，形成一層透明薄膜，不再對入射光產(chǎn)生散射作用。能達(dá)到此效果的頂膜稱防霧膜。當(dāng)液體與鏡片接觸角小于10時，鏡片具有自清潔作用（薄的水膜能夠隔斷污物與鏡片表面之間的結(jié)合，雨淋等水流沖刷時可以產(chǎn)生自

5、動清洗效果），小于7時，有防霧效果。因此，部分防霧膜可同時有防污效果。對于樹脂鏡片而言，理想的表面系統(tǒng)處理應(yīng)該是包括耐磨損膜、多層減反射膜和頂膜的復(fù)合膜。防污膜、防霧膜、防水膜則是三種不同的頂膜，是在減反射膜的基礎(chǔ)上鍍膜。頂膜要求非常薄，是整個鏡片表面系統(tǒng)中最薄的膜層，以不影響減反射效果為前提，一般約為0.0050.01m，比較其他膜層，加硬膜最厚，約為35m，多層減反射膜的厚度約為0.3m。各類頂膜中，防霧膜和防水膜因?yàn)槠鋵σ后w的兩種極端不同的作用，所以不能同時存在于一種鏡片中。頂膜物質(zhì)分子顆粒小、分子之間空隙小，使鏡片表面更加光潔，增加了防水、防霧、防塵等等防污染等功能。防水膜材料多種多樣

6、，以金屬氧化物為主，目前各文獻(xiàn)對這類材料尚無系統(tǒng)歸類。加工工藝主要有兩種制備方法，分別為真空鍍膜法和溶膠凝膠法。防水膜不僅可以用熱蒸發(fā)法鍍制，也可以用電子束蒸鍍法。溶膠凝膠法（Sol-Gel法），是指金屬有機(jī)或無機(jī)化合物經(jīng)過溶液、溶膠、凝膠而固化，再經(jīng)熱處理而成氧化物或其他化合物固體的方法，具有低溫合成氧化物，生產(chǎn)效率高，適合批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。另外，需注意，防水膜材料與其他膜料搭配鍍膜時，可能產(chǎn)生鍍層不牢的現(xiàn)象，所以需要選擇合適的匹配膜料。近年來研究發(fā)現(xiàn)，新型納米材料二氧化鈦TiO2在紫外線照射下，具有高度親水性，同時有耐磨損、耐溶劑侵蝕等特點(diǎn)，可用于鍍制防霧膜。但該技術(shù)尚未應(yīng)用于樹脂鏡片上，其

7、樹脂鏡片防霧效果有待進(jìn)一步研究。鍍防霧膜也可采用真空鍍膜法和溶膠凝膠法。綜上所述，在樹脂鏡片上鍍頂膜，可以使鏡片不易臟，易清洗，有利于延長鏡片壽命，方便配戴者日常生活。（三）光學(xué)防霧膜 利用乙烯基雙鍵的加聚反應(yīng)原理對透明基材進(jìn)行表面改性,可研制既能與光學(xué)玻璃等透明基材牢固連接,又具有高親水性和高透光率的防霧材料。目的:通過表面改性的方法研制透光性高、防霧效果好的穩(wěn)定光學(xué)防霧膜。 方法:以正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷為基質(zhì),加入乙醇、鹽酸、雙蒸水,采用溶膠-凝膠法制備增透、高硬度防霧膜前體物。以前體物為基質(zhì),加入丙烯酸銨、甲基丙烯酸銨和過硫酸銨,并加入甲基丙烯酸-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯等輔助官

8、能團(tuán),采用加成聚合法制備納米級增透、高硬度親水防霧膜。以紅外光譜分析儀、X射線衍射儀測定膜層結(jié)構(gòu),以紫外分光光度計測定鍍膜前后材料的透光率,以掃描電子顯微鏡測量材料表面結(jié)構(gòu),并測量材料的粒徑大小、膜層硬度和水接觸角。結(jié)果與結(jié)論:親水防霧膜中不僅存在Si-O-Si網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),還存在有機(jī)聚合親水基團(tuán)。鍍膜透光率最高值為94.6%,提示該膜層具有良好的透光性。液態(tài)防霧材料粒徑為(265.043.8)nm。水接觸角為14.5,顯示為高親水性材料。鉛筆法測得膜層硬度為6H,結(jié)合度為95.1%。采用正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷等材料制成的Si-O-Si網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在乙烯基雙鍵打開后可以連接親水性官能團(tuán)。當(dāng)水滴

9、接觸防霧膜表面時會鋪展開來并形成均勻的水膜,提高透光率。在保證膜層增透、高硬度的同時,還保證了光學(xué)鏡片的防霧功能。該制備工藝可行性好,質(zhì)量控制方法簡便、可靠。（4） 表面改性對光學(xué)眼鏡膜增透防霧 利用防霧材料本身的電極性，采用逐層涂膜法對光學(xué)鏡片進(jìn)行表面改性，以提高膜透光和防霧性能。 目的：通過表面改性的方法研制透光和防霧效果良好的光學(xué)防霧膜。 方法：將聚丙烯酸、陽離子聚丙烯酰胺和硅酸鈉通過逐層涂膜法構(gòu)建丙烯酸/聚丙烯酰胺-硅酸鈉親水防霧膜，烘后得到穩(wěn)定的納米膜層結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行透光率、親水性和硬度的測量。實(shí)驗(yàn)制得的防霧膜層在 200 nm 波長附近，其透光率高于 92.9%，在波長為700800

10、 nm 區(qū)域內(nèi)，透光率達(dá)到98.1%，提示該膜層具有良好的透光性；水滴在接觸膜層表面 230 ms 后完全分散，顯示為高親水性。制得的涂膜烘干后形成穩(wěn)定的膜層結(jié)構(gòu)，“鉛筆法”測得硬度達(dá)到 4H。因此，采用逐層涂膜法制備防霧膜方法簡單，防霧性及穩(wěn)定性好提高了光學(xué)鏡片的整體質(zhì)量。當(dāng)丙烯酸和聚丙烯酰胺-硅酸鈉膜層形成穩(wěn)定、均勻的結(jié)構(gòu)后，水滴接觸膜層時會迅速分散，這就實(shí)現(xiàn)了膜層親水性9-10，實(shí)現(xiàn)了通過對光學(xué)眼鏡膜的表面改性提高增透、防霧性能的效果。實(shí)驗(yàn)旨在利用丙烯酸等材料的高親水性，使光學(xué)鏡片表面獲得均勻的防霧膜層，并利用丙烯酸和聚丙烯酰胺-硅酸鈉的陰、陽極性，通過逐層涂膜法獲得穩(wěn)定的丙烯酸/聚丙烯

11、酰胺-硅酸鈉光學(xué)防霧膜，檢測其透光率、親水性和硬度。陽離子聚丙烯酰胺-硅酸鈉已經(jīng)構(gòu)成連接結(jié)構(gòu)并發(fā)揮作用。由于丙烯酸以及陽離子聚丙烯酰胺具有極強(qiáng)的親水性。當(dāng)膜層形成穩(wěn)定、均勻的連接結(jié)構(gòu)后，膜層與膜層彼此連接牢固，同時膜層表面又形成致密的親水層。當(dāng)水滴接觸膜層時能迅速分散到膜的表面形成一層均勻的水膜。降低了因水滴引起的反射和折射，從而達(dá)到防霧效果。結(jié)語：對于戴眼鏡的人們而言，真心希望眼鏡片不會起霧。鏡片起霧影響我們的生活，有時也會使人們處于危險中。平時我們可以通過一些簡便的方式來進(jìn)行防霧，但這改變不了實(shí)質(zhì)問題。所以，研制防霧膜成了我們需要克服的難題?，F(xiàn)在已經(jīng)有研制出防霧膜應(yīng)用在眼鏡片，浴室鏡片及汽

12、車玻璃等等一些方面，但價格實(shí)在有點(diǎn)貴，需要我們的有志之人在這方面更好地研究，使其普遍應(yīng)用在我們身邊。參考文獻(xiàn) 1 Huang WX,Huang H.Guangdong Huagong. 2008;35(10):46-49.黃偉欣,黃洪.超親水涂料的研究進(jìn)展J.廣東化工,2008,35(10):46-49.2Liu DL,Zhou LM,Fang SM,et al.Zhengzhou Qinggongye XueyuanXuebao:Ziran Kexueban. 2003;18(1):68-70.劉東亮,周立明,方少明,等.基礎(chǔ)樹脂的化學(xué)改性對農(nóng)用防霧膜性能的影響J.鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,2003,18(1):68-70.3 L YM.Huaxue Tuijinji yu Gaofenzi Cailiao. 2004;2(3):23-26.呂詠梅. 聚烯烴棚膜用防滴消霧劑生產(chǎn)與發(fā)展J. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料,2004,2(3):23-26.5 Liu XG,Lou BY.Shanghai Tuliao. 2005;43(1):31-33.劉宣國,樓白楊. 新型玻璃防霧涂料的制備與性能J.上海涂料,2005,43(1):31-33.6 Zhang ZQ,Wang YP,Hu JL.Sichuan Jianzhu Ke