高分子材料光学基本性能与应用
高分子材料的光学性能与应用研究
高分子材料的光学性能与应用研究高分子材料是一类应用广泛的材料，其独特的结构和性质使其在光学领域有着广泛的应用。
本文将探讨高分子材料的光学性能以及其在光学应用中的研究进展。
首先，高分子材料的光学性能是指其对光的吸收、透射和散射等特性。
光的吸收是高分子材料的重要性能之一，它取决于材料的能带结构和分子间的作用力。
一些高分子材料具有宽带隙结构，可以吸收紫外光，因此在紫外光谱仪器中有广泛的应用。
另外，在太阳能电池中，高分子材料也可以吸收可见光，并将其转化为电能。
此外，高分子材料的透射性能也非常重要，它决定了材料在光学器件中的传输效率。
一些高分子材料具有较高的透明度和低的透射损失，因此被广泛应用于光学器件，如光纤通信和液晶显示器。
其次，高分子材料的光学性能还与其分子结构和排列方式密切相关。
例如，聚合物链的取向和排布会影响材料的散射性能。
一些高分子材料拥有有序的分子结构和排列方式，可以实现光的定向传输，因此在光学波导器件中得到了广泛应用。
此外，高分子材料还可以通过控制其分子结构和排列方式，调节其光学性能。
例如，通过添加不同的功能化基团或共聚物，可以改变材料的吸收峰和透射范围，从而满足不同应用的需求。
目前，高分子材料的光学应用研究取得了许多重要的进展。
一个研究方向是开发新型的光学器件和传感器。
例如，一些高分子材料被用作光传感器，可以检测环境中的温度、湿度和压力等参数。
另外，高分子材料还被应用于光子晶体领域，用于制备具有特殊光学性能的人工结构。
此外，高分子材料在光催化、光致变色和光疗等领域的研究也取得了重要的突破。
然而，高分子材料的光学性能和应用仍然面临着一些挑战。
首先，一些高分子材料的光学性能较差，如吸收率低、透射损失大等，限制了其在光学领域的应用。
此外，高分子材料的稳定性和寿命也是一个问题，特别是在高温、高湿等恶劣条件下。
因此，未来的研究应该集中在开发具有优异光学性能和稳定性的高分子材料，以满足不同领域的需求。
高分子物理----高分子的光学性能
Optical Properties of Polymer
1. 概述
材料的光学性能主要包括光线的透射、吸
收、折射、反射、偏振等性能。通常，无色的 光学材料在可见光波段里是没有吸收的。
2.光的折射和非线性光学性质
当光线由空气入射到透明介质中时，由于 在两种介质中的传播速率不同而发生了光路的 变化，这种现象称为光的折射。若光的入射角 为i，折射角为r，则物质的折射率n为 n=sini/sinr
2.光的折射和非线性光学性质
3.光的反射与吸收
照射到透明材料上的光线，除有部分折射进入物 体内部之外，还有一部分在物体表面发生反射。发生 反射时反射角与入射角相等。
4.结晶聚合物的光学性质
高聚物晶区中的分子链排列规整，其密度大于非晶区
ρc＞ρa，因而随着结晶度的增加，高聚物的密度增大。从大
量高聚物的统计发现，结晶和非晶密度之比的平均值约为
（ 2 ）如果晶区的分子尺寸比可见光的波长还小时， 这时的也不发生折射和反射。因此，为了提高聚合物的透 明性，可采用减小其晶区的尺寸。 例如等规聚丙烯透明性。
1.13，即ρc/ρa，=1.13。
4.结晶聚合物的光学性质
物质的折光率与密度有关，由于高聚物 中晶区与非 晶区密度不同，折光率也不相同。
当光线通过结晶高聚物时，在晶区界面上发生反射
和折射，不能直接通过。因此，结晶高聚物通常呈乳白
色，不透明，如PE、PA等。
4.结晶聚合物的光学性质
当结晶度减小时，透明度会增加。玻璃态聚合物在 可见光范围内没有特征的选择吸收，吸收系数α值很小， 通常为无色透明的。 如有机玻璃（ PMMA ）、聚苯乙 烯（PS）等。
2.光的折射和非线性光学性质
浅谈：功能高分子材料分类与性能应用
浅谈：功能高分子材料分类与性能应用功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。
通常，人们对特种和功能高分子的划分普遍采用按其性质、功能或实际用途划分的方法，可以将其分为八种类型。
1、反应性高分子材料包括高分子试剂、高分子催化剂、高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等。
2、光敏性高分子材料包括各种光稳定剂、光刻胶、感光材料、非线性光学材料、光电材料及光致变色材料等。
3、电性能高分子材料包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料及其他电敏感性材料。
4、高分子分离材料包括各种分离膜、缓释膜和其他半透明膜材料、离子交换树脂、高分子絮凝剂、高分子螯合剂等。
5、高分子吸附材料包括高分子吸附树脂、吸水性高分子等。
6、高分子智能材料包括高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH值、压力感应材料等。
7、医用高分子材料包括医用高分子材料、药用高分子材料和医用辅助材料等。
8、高性能工程材料如高分子液晶材料、耐高温高分子材料、高强度高模量高分子材料、阻燃性高分子材料、生物可降解高分子和功能纤维材料等。
常见的几种功能高分子材料离子交换树脂它是最早工业化的功能高分子材料。
经过各种官能化的聚苯乙烯树脂，含有H 离子结构，能交换各种阳离子的称为阳离子交换树脂，含有OH-离子结构能交换各种阴离子的称为阴离子交换树脂。
它们主要用于水的处理。
离子交换膜还可以用于饮用水处理、海水炎化、废水处理、甘露醇、柠檬酸糖液的钝化、牛奶和酱油的脱盐、酸的回收以及作为电解隔膜和电池隔膜。
高分子催化剂催化生物体内多种化学反应的生物酶属于高分子催化剂。
它具有魔法般的催化性能，反应在常温、常压下进行，催化活性极高，几乎不产生副产物。
近十年来，国内外多有研究用人工合成的方法模拟酶，将金属化合物结合在高分子配体上，开发高活性、高选择性的高效催化剂，这种高分子催化剂称为高分子金属催化剂。
pmma作用
pmma作用
PMMA，全称为聚甲基丙烯酸甲酯，是一种常见的有机高分子材料。
它具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，因此被广泛应用于
制造透明材料、光学器件、建筑材料、汽车零部件等领域。
下面将详
细介绍PMMA的作用。
1. 制造透明材料
PMMA是一种透明的有机高分子材料，其透光率高达92%，比玻璃还要高。
因此，它被广泛应用于制造透明材料，如透明板材、透明管材、透明球等。
这些透明材料在建筑、广告、装饰等领域有着广泛的应用。
2. 制造光学器件
PMMA具有优异的光学性能，如高透光率、低色散、低吸收等，因此被广泛应用于制造光学器件，如透镜、棱镜、光纤等。
这些光学器件
在通信、医疗、科研等领域有着广泛的应用。
3. 制造建筑材料
PMMA具有优异的耐候性、耐紫外线性能和耐化学性能，因此被广泛
应用于制造建筑材料，如隔热板、采光板、屋顶材料等。
这些建筑材
料在建筑、工业、农业等领域有着广泛的应用。
4. 制造汽车零部件
PMMA具有优异的耐热性、耐冲击性和耐化学性能，因此被广泛应用于制造汽车零部件，如车灯罩、后视镜、车窗等。
这些汽车零部件在
汽车制造、汽车维修等领域有着广泛的应用。
总之，PMMA作为一种优异的有机高分子材料，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和人们对材料性能的不断追求，PMMA的应用领域将会越来越广泛，为人们的生活和工作带来更多的便利和舒适。
光功能高分子材料
30s后 ,再在室外暴晒 2～3 天 ,即失去强度 ,一碰就碎。光
降解材料主要可应用于两个方面 ,一是包装材料 ,二是农业应
用薄膜。
第五章 光功能高分子材料 1954年,美国柯达公司的Minsk等人开发出光功能高分子聚乙烯醇肉桂酸 酯,并成功应用于印刷制版 应用领域已从电子,印刷,精细化工等领域扩大到塑料,纤维,医疗,生化和 农业等方面,发展之势方兴未艾. 概述 光敏涂料 光致抗蚀剂 光致变色高分子材料 主要内容 光导电高分子材料 5.1 概述 光功能高分子:也称感光性高分子,指在吸收了光能后,能在分子内或分子 间产生化学,物理变化的一类功能高分子材料.这种变化发生后,材料将输 出其特有的功能. 1,光功能高分子材料及其分类 按作用机理 光物理材料 光化学材料 光导电材料: 光电转换材料 光能储存材料 光记录材料 光致变色材料 光致抗蚀材料 光检测元件,光电子器件,静电复印,激光打印 聚合物型光电池 按其输出功能,感光性高分子包括 研究最成熟,最有实用价值,包括光刻胶,光固化粘合剂,感光油墨,感光涂 料 2,光化学反应原理 光是一种电磁波,在一定波长和频率范围内,它能引起人们的视觉,这部分 光称为可见光.广义的光还包括不能为人的肉眼所看见的微波,红外线,紫 外线,X 射线和γ射线等.
l i g h t ( P S ) *
( 激 发 态 生 成 ) ( P S ) * + 单 体 或 引 发 剂 初 级 自 由 基 + P S ( 基 态 )
常见的光敏剂 C O N CFra bibliotekH 3 C H 3 N H 3 C H 3 C C O 米蚩酮(MK) 二苯甲酮(BP) 当光源条件给定时,光引发剂和光敏剂 发生作用的要求 具有合适的吸收光谱(与光源匹配否)和消光系数 引发量子效率高 光敏剂,光引发剂及其断裂产物不参与链转移和链终止反应 . 光引发剂和光敏剂应有一定的热稳定性.与反应体系互溶,无毒,无气味以 及不使反应产物发黄等特性. (3)光交联 原料:线形高分子或线形高分子与单体 产物:不溶性的网状聚合物 应用:光固化油墨,印刷制版,光敏涂料,光致抗蚀剂 交联反应 链聚合 非链聚合 含双键 必须加光敏剂 带有不饱和基团的高分子:丙烯酸酯,不饱和聚酯,不饱和聚乙烯醇衍生物, 不饱和聚酰胺等 硫醇与烯烃分子.(加聚反应) 饱和高分子.(链转移作用,夺氢或卤原子,产生活性中心,或光解断裂产生 自由基)(卤代聚合物,含硫高分子)
光学透明高分子材料的光学特性及应用
收稿 日期 ： Ｏ ８ ４ ５ ２ ０ 一Ｏ 一Ｏ
作者 简 介 ： 张保 军（ ９７ ） 男 ． 南上 蔡 人 ， 熟理 工 学院 副 教授 ， 事 光 学应 用技 术 研 究 １５一 ， 河 常 从
第 ３期
张保 军等 ： 光学 透 明高分 子材 料 的光学特 性及应 用
５ ３
２ 热 性 能
热性 能是 高分 子透 明塑料 的很 显著 特点 ， 它涉 及 到产 品制造 生产 和加 工使用 等一 系列 问题． 由于用 途不
一
，பைடு நூலகம்
这类 材料 的热形 变 温度分 布也很 广 ． ＧＡＣ ５ ０的热形 变温 度为 １ １℃ ， 如 －９ ４ 而一 般有 机玻 璃 的热 形变 温度
只有 １ ４℃ ， ｌ 聚碳 酸 酯 的热 形变 温度 是 １ ８℃． ３ 有些 高分 子光 学透 明材料 的 热形 变温 度 可 以很高 ， 道化 学 如
Ｊｎ ２０ ｕ ．，０ ８
Ｖｏｌ ２ ＮＯ ３ ＿９ ．
第２ ９卷 第 ３期
光 学透 明高分 子 材 料 的光 学特 性及 应 用
张保 军 ， 滕 敏
（． Ｉ 常熟 理 工 学 院 物 理 系 ， 苏 常 熟 ２ ５ ０ ；． 南 司法 警 官 职业 学 院 信 息技 术 系 ， 南 郑 州 ４ ０ １ ） 江 １５ ０ ２ 河 河 ５ ０ １ 摘 要 ： 述 了光 学透 明 高分 子 材料 具 有 的通 光 性 、 性 能 、 学性 能 等 物 理 特 性 及 其在 科 学 技 术 中 的 应 用 ， 论 热 力
光学高分子材料简述及性能指标
光学高分子材料简述及性能指标光学高分子材料种类繁多，应用也不尽相同，但一般都包含三大类技术指标：光学性能、机械性能、热学性能。
光学性能主要包括折射率和色散、透过率、黄色指数及光学稳定性。
折射率和色散是光学材料的最基本性能。
在透镜设计中，为使透镜超薄和低曲率必须寻求高折射率的光学材料，而校正色差要求有两组阿贝数不同的材料，即冕牌系列(低色散，阿贝数>50)和火石系列(高色散，阿贝数<40)。
光学玻璃的折射率和色散有较大的选择余地，而光学塑料的选择范围却十分有限，尤其是冕牌系列光学塑料。
透明塑料折射率的测定最常用的方法是折射仪法。
阿贝折射仪是最广泛用于测定折射率的折射仪。
透过率是表征树脂透明程度的一个重要性能指标，一种树脂的透过率越高，其透光性就越好。
透过率的定义为：透过材料的光通量（T2）占入射到材料表面上的光通量(T1)的百分率。
任何一种透明材料的透光率都达不到100%，即使是透明性最好的光学玻璃的透光率一般也难以超过95%。
聚合物光学材料在紫外和可见光区的透光性和光学玻璃相近，在近红外以上区域不可避免的出现碳氢振动所引起的吸收。
通常，光学塑料在可见光区透光率的损失主要由以下三个因素造成：光的反射；光的散射；光的吸收。
黄色指数是无色透明材料质量和老化程度的一项性能指标，由分光光度计的读数计算而得，描述了试样从无色透明或白色到黄色的颜色变化。
这一实验最常用于评价一种材料在真实或模拟的日照下的颜色变化。
而对于透明塑料材料来说，由于原料纯度或加工条件等因素的影响，可能自身带有一定颜色。
光学树脂如同多数有机物质一样存在着耐候和耐老化问题，因此树脂的结构和加工工艺以及使用环境对树脂的光学性能有较大的影响。
在一定使用期限内，光学参数的稳定性尤为关键，这个指标直接决定产品的使用性能。
采用人工加速老化中的全紫外线老化的方法检测树脂的光学稳定性。
全紫外线老化法主要模拟阳光中的紫外线．全紫外线强度比相应太阳紫外强度高几倍。
有机高分子材料在光电中的应用
1977年, 世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用, 速率 为45Mb/s。
－－低损耗光纤的问世导致了光波技术领域的革命, 开创了光纤通信 的时代。
而这个领域也是光电功能有机高分子 材料应用最为成熟的领域。以液晶材料和 有机电致发光材料为基础的LCD 和OLED 将成为这个领域的主导者。
液晶材料
什么叫液晶？
液晶(liquid crystal) 是一种在一定温度范围内呈现 不同于固态、液态的特殊物质形态, 是一种介于 固
体与液体之间, 具有规则性分子排列的有机化合物。
液晶的历史。
1888奥地利植物学家莱尼兹尔发现。 1889德国物理学家Lehmann观察到了液晶现象，并
正式命名。 1922法国人菲利德尔将液晶分为三种基本类型也就
是现在人们所熟知的，向列型，近晶型及胆笫村 1963威廉姆斯发现向列液晶中的畴结构 1968美国的RCA公司发现了向列型液晶通电后动态
及探求具有更高非线性而且低吸收系数材料的努力。
未来的展望
NLO聚合物适合干什么？
通讯
二次谐波
光信号处理
调节器 多路驱动器 中继器
神经网络 空间光调制器件
未来的展望
NLO聚合物适合干什么？
三次谐波
数字式 （光计算）
全光过程
光双稳态 光开关
信号处理
并行
➢ 柯达公司采用的有机小分 ➢ 剑桥所采用的有机大分子
子结构材料。
结构。
➢ 采用的工艺流程是蒸镀的 ➢ 采用的工艺流程是甩胶的
方式。
方式。
高分子材料性能
高分子材料性能高分子材料是一类由大量重复单元组成的聚合物材料，具有许多优异的性能，广泛应用于工业、建筑、医疗等领域。
其性能特点主要包括力学性能、热学性能、电学性能、光学性能和耐化学性能等方面。
首先，高分子材料的力学性能表现出较高的强度和韧性。
由于其分子链结构的柔韧性和交联结构的稳定性，使得高分子材料具有较好的抗拉伸、抗压缩和抗弯曲等力学性能。
比如聚乙烯、聚丙烯等塑料材料具有较高的强度和韧性，广泛应用于塑料制品制造领域。
其次，高分子材料的热学性能也备受关注。
高分子材料具有较低的热导率和较高的热膨胀系数，使得其在热绝缘和热膨胀方面表现出良好的性能。
例如聚四氟乙烯具有优异的耐高温性能，被广泛应用于制造高温耐腐蚀的管道、阀门等产品。
另外，高分子材料的电学性能也是其重要特点之一。
许多高分子材料具有较好的绝缘性能和介电性能，被广泛应用于电气绝缘材料和电子器件的制造。
例如聚氯乙烯、聚苯乙烯等塑料材料在电气绝缘领域有着重要的应用。
此外，高分子材料的光学性能也备受关注。
许多高分子材料具有良好的透明性和光学均匀性，被广泛应用于光学器件、光学镜片、光学膜等产品的制造。
例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等材料在光学领域有着重要的应用。
最后，高分子材料的耐化学性能也是其重要特点之一。
许多高分子材料具有良好的耐腐蚀性能和耐化学介质性能，被广泛应用于化工设备、管道、容器等产品的制造。
例如聚丙烯、聚乙烯等塑料材料在化工领域有着重要的应用。
总之，高分子材料具有多种优异的性能，广泛应用于各个领域。
随着科学技术的不断发展，高分子材料的性能将会不断得到提升，为人类社会的发展进步做出更大的贡献。
高分子材料的光学性能
设光的总能量流w为 W = W′+ W″ W， W′，W″分别为单位时间通过位面积的入射光、反射 光和折射光的能量流。 则反射系数（反射率）m = W′/ W 或 m = 被反射的光强度 / 入射光强度 当角度很小时，即垂直入射时:
如在玻璃表面涂以对红外线反射率高的金属膜（An、Cu、Ag、Cr、Ni等），用作建筑物反射太阳能的隔热玻璃，可以调节室内空调的能力，并增加建筑物外表的美观——热反射玻璃。
实例：
当光从介质射入空气的入射角与光在介质－空气界面的折射率呈下列关系时： sini1＞1/n，就会发生内反射，即光线不能射入空气，而全部折回介质。对大多数聚合物来说，n≈1.5，i1最小为42°。光线在聚合物内全反射，会使透明聚合物显得格外明亮，利用这一现象可以将透明聚合物制成发亮的制品，如车的尾灯、交通标志等；也能纺丝做成光纤使用。
紫外区（10～400nm）
一般认为在红外区的吸收是属于分子光谱。吸收主要是由于红外光（电磁波）的频率与材料中分子振子（或相当于分子大小的原子团）的本征频率相近或相同引起共振消耗能量所致。即在红外区的吸收峰是因为离子的弹性振动与光子辐射发生谐振消耗能量所致。
折射率随频率的减小(或波长的增加)而减小。
色散
对于一枚镜头而言，不同波长光的焦点位置实际上是不一样的，这必然导致很多成像问题，其中之一就是色散。
2.色散的表示方法
（2）色散系数νD：也叫阿贝数、色散倒数或倒数相对色散，这是最常用的数值 ；阿贝数越小色散现象越严重。
（1）平均色散：nF－nC，有时用Δ表示 nF：是指用氢光谱中的F线（λF=486.1nm，蓝色）为光源测出的折射率。 nC：是指用氢光谱中的C线（λC=656.3nm，红色）为光源测出的折射率。
高分子材料的光学性质及其应用研究
高分子材料的光学性质及其应用研究高分子材料是一类具有广泛应用前景的材料，其独特的物理和化学特性使其成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
其中，高分子材料的光学性质引起了人们的广泛关注和研究。
本文将从高分子材料的光学性质出发，探讨其在各种应用中的研究与应用现状。
1. 高分子材料的光学性质高分子材料具有独特的光学性质，其主要表现在如下几个方面：(1) 折射率和反射率高分子材料的折射率是其光学性质中最基本和最重要的参数之一，它影响着材料的透光性和反光性。
一般来说，高分子材料的折射率随波长的变化而变化，这种变化被称为色散现象。
例如，聚碳酸酯的折射率在可见光的波长范围内呈现出正向色散，而聚苯乙烯则呈现出负向色散。
与折射率相对应的是反射率，它是高分子材料的表面反射光线的能力。
一般来说，高分子材料的表面反射率随表面光洁度的提高而提高。
(2) 吸收、透过和散射高分子材料对不同波长的光有不同的吸收和透过特性。
这与材料的结构、取向和化学成分等有关。
例如，聚乙烯对紫外线和蓝色光的吸收很弱，而对红色光的吸收很强，所以聚乙烯制成的透明容器会让红色物体显得更鲜艳。
高分子材料中还存在着一种称为散射的现象，它是在材料中存在不均匀性时产生的。
例如，高分子材料的肌肉纤维状分子会在光线中散射，这使得材料在外界光线的照射下会出现云状或雾状的效果。
(3) 抗衰老性和稳定性高分子材料的抗衰老性和稳定性也是影响其光学性质的重要因素。
材料在长时间的使用中，会受到外界因素（如光、热、湿气等）的影响，从而使其光学性质发生变化。
为了提高高分子材料的抗衰老性和稳定性，需要加入稳定剂等添加剂来进行改性。
例如，聚脂类材料中加入的光稳定剂可有效提高材料的抗老化性能。
2. 高分子材料的应用研究在光电子、信息技术、传感器等领域，高分子材料的应用得到了广泛的研究和应用。
以下是其中的一些代表性应用：(1) 光学薄膜高分子材料的光学薄膜是一种常见的光学元件，它广泛应用于光学传感器、光学滤波器和太阳能电池等领域。
高分子材料的物理性质与应用
高分子材料的物理性质与应用高分子材料是一类由大分子组成的材料，具有独特的物理性质和丰富的应用领域。
本文将从不同方面探讨高分子材料的物理性质以及其在各个领域的应用。
第一部分：高分子材料的物理性质高分子材料的物理性质包括机械性能、热性能、电性能和光学性能等。
首先，高分子材料具有良好的韧性和延展性，可以用于制造耐压、耐弯曲的产品。
其次，高分子材料具有较低的密度，相对于金属材料更轻，因此可用于制造轻质产品。
此外，高分子材料还具有较好的绝缘性能和隔热性能，可用于制造电器电子产品和隔热材料。
此外，高分子材料还具有较高的抗腐蚀性能和耐老化性能，使其成为一种广泛应用于化工、医疗、包装和建筑等领域的材料。
第二部分：高分子材料在工业上的应用高分子材料在工业上的应用十分广泛。
首先，高分子材料可用于制造塑料制品。
塑料制品具有良好的可塑性和耐用性，应用于日常生活的各个领域，如家电、日用品、交通工具等。
其次，高分子材料还可用于制造纤维材料。
纤维材料广泛应用于纺织、服装、建筑和汽车等领域，如聚酯纤维、尼龙纤维等。
此外，高分子材料还可用于制造橡胶制品，如轮胎、密封件等。
另外，高分子材料还可用于制造高分子膜材料，如聚丙烯膜、聚乙烯膜等，应用于包装、过滤和膜分离等领域。
第三部分：高分子材料在医疗领域的应用高分子材料在医疗领域的应用日益增多。
首先，高分子材料可用于制造人工器官。
由于其生物相容性良好，高分子材料可用于制造人工心脏瓣膜、人工骨骼等，为医疗技术提供了重要支持。
其次，高分子材料还可用于制造药物包装材料。
高分子材料可以保护药物不受环境因素的影响，确保药物的疗效和安全性。
此外，高分子材料还可用于制造医疗器械，如导管、注射器等。
高分子材料的应用为医疗领域带来了许多创新和便利。
第四部分：高分子材料在环境保护中的应用高分子材料在环境保护中发挥着重要作用。
首先，高分子材料可用于制造可降解塑料制品。
传统塑料制品对环境造成的污染严重，而可降解塑料制品可以在一定条件下被微生物降解，减少对环境的影响。
高分子材料的光学性能研究
高分子材料的光学性能研究随着科技的进步和应用的不断拓展，高分子材料在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
从塑料袋到手机壳，从光纤到液晶屏幕，高分子材料的应用范围广泛。
在这些应用中，光学性能是高分子材料至关重要的一个方面。
光学性能是指材料对光的响应和作用。
高分子材料的光学性能研究主要包括折射率、透过率、发光性能等方面。
折射率是介质对光传播速度的影响。
在光学器件中，材料的折射率会直接影响到设备的性能。
因此，对高分子材料的折射率进行研究是十分重要的。
科学家通过改变高分子材料的组成、结构等因素，来调控其折射率。
例如，通过增加高分子材料中的钙离子含量，可以提高其折射率，从而使其在光电子器件中发挥更好的性能。
透过率是指材料对光的透过程度。
高分子材料中的透过率通常由材料的结构和厚度等因素决定。
对于透明材料的研究，科学家尤其关注其透过率和热传导性能之间的关系。
通过合理设计高分子材料的结构和控制其厚度，可以实现更高的透过率和较低的热传导性能，从而提高材料的光学性能。
发光性能是高分子材料的一个重要特性，也是近年来研究的热点之一。
高分子材料的发光性能可以通过不同的方法来实现，例如通过添加特定的发光剂、调控材料的结构等。
通过对高分子材料的发光性能研究，科学家们可以深入了解材料的发光机制，并进一步优化材料的性能。
而要对高分子材料的光学性能进行研究，首先需要合适的测试方法。
光学性能的测试可以采用光谱仪、拉曼光谱仪、电镜等仪器设备。
这些仪器设备可以帮助科学家们对高分子材料的光学性能进行准确的测量和分析。
在研究高分子材料的光学性能时，科学家们还需要考虑材料的稳定性和可持续性。
高分子材料在不同环境条件下的性能如何变化，是否具有长期稳定性等问题都需要被考虑。
这将有助于科学家们更好地预测和控制高分子材料在实际应用中的性能。
总的来说，高分子材料的光学性能研究对于提高材料的应用性能、拓展新的应用领域具有重要意义。
通过对折射率、透过率、发光性能等方面的深入研究，科学家们可以不断改进高分子材料的性能，并进一步推动科技的发展。
高分子材料在生物医用成像中的应用有哪些
高分子材料在生物医用成像中的应用有哪些在现代医学领域，生物医用成像技术的不断发展为疾病的诊断、治疗和监测提供了强大的支持。
而高分子材料由于其独特的性质，在生物医用成像中发挥着越来越重要的作用。
高分子材料具有良好的生物相容性和可调节的物理化学性质，这使得它们能够被设计和制备成各种用于成像的载体和探针。
其中，常见的高分子材料包括聚乙烯醇（PVA）、聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）以及各种共聚物等。
在磁共振成像（MRI）中，高分子材料可以作为造影剂的载体。
例如，将顺磁性金属离子如钆（Gd）与高分子材料结合，形成大分子造影剂。
与传统的小分子造影剂相比，高分子造影剂具有更长的血液循环时间和更好的成像效果。
这是因为高分子材料能够有效地减少造影剂在体内的快速排泄，使其在病变部位有更多的积累，从而提高成像的对比度和准确性。
在光学成像中，高分子材料也有着广泛的应用。
量子点是一种具有优异光学性能的纳米材料，但由于其毒性和稳定性问题，限制了其在生物医学中的直接应用。
通过将量子点包裹在高分子材料中，可以有效地解决这些问题。
高分子材料能够提供一个稳定的环境，防止量子点的聚集和泄漏，同时降低其毒性。
此外，一些具有荧光特性的高分子材料本身也可以直接作为光学成像的探针，用于细胞标记和体内成像。
在超声成像中，高分子材料可以被制成微泡造影剂。
这些微泡通常由高分子外壳和内部的气体核心组成。
当超声波作用于微泡时，会产生强烈的回波信号，从而增强组织和血管的成像效果。
通过对高分子材料的表面进行修饰，可以实现微泡对特定组织或细胞的靶向作用，提高成像的特异性。
在正电子发射断层扫描（PET）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）等核素成像技术中，高分子材料同样能够发挥重要作用。
高分子材料可以用于包裹放射性核素，形成纳米粒子或微球，提高放射性药物在体内的稳定性和靶向性。
除了作为成像探针和造影剂的载体，高分子材料还可以用于构建成像设备的部件。
高分子材料
高分子材料高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。
我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。
人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。
一般称在生活中大量采用的，已经形成工业化生产规模的高分子为通用高分子材料，称具有特殊用途与功能的为功能高分子。
树枝，兽皮，稻草等天然高分子材料是人类或者类似人类的远古智能生物最先使用的材料。
在历史的长河中，纸，树胶，丝绸等从天然高分子加工而来的产品一直同人类文明的发展交织在一起。
从十九世纪开始，人类开始使用改造过的天然高分子材料。
硫化橡胶和硝化纤维塑料（赛璐珞）是两个典型的例子。
航空非金属材料主要包括塑料、橡胶与密封剂、胶粘剂、纺织品、绝缘材料、航空油料与润滑剂、涂料等，期中塑料又可分为工程塑料、透明塑料、玻璃纤维增强塑料和树脂复合材料等。
这些材料是航空工业发展历史中随着高分子材料工业的发展而形成的新体系。
合成高分子材料主要分为塑料、橡胶或弹性体及纤维三大类。
高分子材料的物理性能：●兼有固态和液态物质的性质；●溶解成溶液后粘度特别大；●在溶剂中会溶胀；●能形成纤维或薄膜。
高分子材料的力学性能：●像胶的弹性✓在受到拉伸时可以产生很大变化，在拉伸时放热，热量很小。
✓在完全拉伸时具有较高的拉伸强度，而拉伸弹性模量较小。
✓当外力释去时拉伸的橡胶会很快收缩到原来的形状，永久变形小。
●高分子材料的粘弹性。
(高分子物在受交变力作用时，其作出的形变速度跟不上应力变化速度，则产生滞后的现象) 固态高分子材料最特殊的是其力学性能随着时间而有显著变化。
●高分子材料的断裂与疲劳破坏虽然一般认为高分子材料具有韧性、可变形性，可是在一定的温度、应变速率和应力条件下，也常常产生脆性断裂，有时也会在没有显著的塑性变形或尺寸变化时，发生局部的断裂现象。
这种断裂的产生多半是由于温度低，受高的载荷速率(如冲击) 或是长期受加载而产生的疲劳破坏。
高分子材料的热学性能：●耐热性材料的耐热性常常是在高温下测定变形—热变形或在高温下测定力学性能来表示之。
光学级聚甲基丙烯酸甲酯
光学级聚甲基丙烯酸甲酯
光学级聚甲基丙烯酸甲酯是一种高分子有机物，具有优异的光学性能和化学稳定性。
它广泛应用于光电器件、液晶显示器及光学透镜等领域。
下面将从其定义、合成、性质和应用等多个方面进行阐述。
一、定义
光学级聚甲基丙烯酸甲酯，简称PMMA，是指以甲基丙烯酸甲酯为单体，通过聚合反应合成的高分子化合物。
其分子量可达数千至数十万不等，具有优良的透明度和高折射率等性质。
二、合成
PMMA的合成通常采用自由基聚合法。
具体过程为：将甲基丙烯酸甲酯单体与引发剂、溶剂等混合，加热至适当温度下引发聚合反应，最终得到固体聚合物。
三、性质
1. 光学性能：PMMA具有高透明度和优异的光学性能，其折射率与玻璃接近，透过率高达92%以上。
2. 物理性能：PMMA的拉伸强度和硬度均较高，但韧性不足。
3. 化学稳定性：PMMA具有耐腐蚀性，耐化学药品侵蚀，不易变色等特性。
4. 热稳定性：PMMA易受高温和紫外线辐射影响而发生分解。
四、应用
1. 光电器件：由于PMMA具有高透明度和光学性能，广泛应用于激光器、光纤、光学器件等光电器件中。
2. 液晶显示器：PMMA是液晶显示器中常用的基板材料，由于其透明度高，能够保证液晶屏幕清晰度和鲜艳度。
3. 光学透镜：PMMA能够模拟玻璃的光学性能，制作成透明的透镜，广泛应用于眼镜、相机镜头等光学器件中。
4. 建筑装饰：PMMA制作的板材可制成各种颜色、形状的装饰板，用于建筑屋顶、天窗、玻璃幕墙等部位的装饰。
总之，光学级聚甲基丙烯酸甲酯是一种非常优良的高分子有机物，具有众多的优异性能和广泛的应用领域，是现代科技进步的重要材料之一。
液晶高分子材料
液晶高分子材料液晶高分子材料是一种具有液晶结构的高分子材料，具有独特的物理和化学性质，广泛应用于液晶显示器、光学器件、传感器、生物医学材料等领域。
本文将对液晶高分子材料的结构特点、性质和应用进行详细介绍。
液晶高分子材料的结构特点主要表现在分子排列上。
液晶高分子材料分子链通常呈现出有序排列，这种有序排列使得材料具有液晶相。
液晶相是介于固体和液体之间的一种物态，具有流动性和有序性。
液晶高分子材料的分子排列可以分为向列型、扭曲型、螺旋型等不同结构，这些结构决定了材料的性质和应用。
液晶高分子材料具有许多独特的物理和化学性质。
首先，液晶高分子材料具有良好的光学性能，具有双折射、偏振、色散等特点，适用于制造液晶显示器、偏光片、光学棱镜等光学器件。
其次，液晶高分子材料具有流动性和可塑性，可以通过加热或加压改变分子排列，使材料在不同温度、压力下呈现出不同的性质，适用于制造形状记忆材料、变色材料等功能性材料。
此外，液晶高分子材料还具有热稳定性、化学稳定性、生物相容性等优良性质，适用于制造传感器、生物医学材料等高端应用产品。
液晶高分子材料在液晶显示器领域有着广泛的应用。
液晶显示器是一种利用液晶高分子材料的光学特性来显示图像的平面显示设备，广泛应用于电视、电脑、手机等电子产品中。
液晶高分子材料作为液晶显示器的关键材料，其性能直接影响着显示器的分辨率、对比度、色彩饱和度等指标。
目前，随着显示技术的不断发展，对液晶高分子材料的要求也越来越高，需要具有更高的透光率、更快的响应速度、更宽的视角等性能。
除了液晶显示器，液晶高分子材料还在光学器件领域有着重要的应用。
例如，偏光片是一种利用液晶高分子材料的偏振特性来调节光线方向的光学器件，广泛应用于太阳眼镜、相机镜头、液晶投影仪等产品中。
此外，液晶高分子材料还可以制备光学棱镜、偏光镜、光学滤波器等光学器件，用于调节光线的传播方向、波长选择等光学功能。
液晶高分子材料还在传感器领域有着重要的应用。
液晶高分子材料
液晶高分子材料液晶高分子材料是一种具有特殊光学性质的材料，广泛应用于电子设备、光学仪器和显示技术等领域。
它的出现极大地推动了科技的发展和人们生活的便利性。
本文将从液晶高分子材料的定义、特性、应用以及未来发展等方面进行介绍。
一、液晶高分子材料的定义和特性液晶高分子材料是一种由高分子化合物构成的液晶材料。
液晶是介于液体与固体之间的一种物质状态，具有流动性和一定的有序性。
液晶高分子材料具有以下几个主要特性：1. 具有可塑性：液晶高分子材料具有良好的可塑性，可以通过加热和拉伸等方式改变其形态和性质，使其适应不同的应用需求。
2. 具有光学性能：液晶高分子材料的分子排列结构对光的传播和反射具有很大影响，因此可以用于制造光学仪器和显示器件。
3. 具有电学性能：液晶高分子材料在电场作用下可以改变其分子排列结构，从而实现电光效应和液晶显示。
4. 具有热学性能：液晶高分子材料具有较低的熔点和热传导性能，可以在较宽的温度范围内保持其液晶特性。
液晶高分子材料在电子设备、光学仪器和显示技术等领域有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 液晶显示器：液晶高分子材料作为液晶显示器的关键材料，广泛应用于电视、电脑显示器、手机屏幕等消费电子产品中。
其优点是体积小、重量轻、功耗低，同时也可以实现高分辨率和广视角。
2. 光学仪器：液晶高分子材料可以制成光学调制器、偏振器、光学滤波器等光学元件，用于调节和控制光的传播和反射，广泛应用于激光器、光纤通信等领域。
3. 电子设备：液晶高分子材料还可以用于制造电子元件和电子器件，如电容器、电阻器、传感器等，以及柔性电子设备，如可弯曲显示屏、可穿戴设备等。
4. 其他领域：液晶高分子材料还可以应用于医学、太阳能电池、光催化等领域，具有广阔的发展前景。
三、液晶高分子材料的发展趋势随着科技的不断进步和人们对高清晰度、高亮度、高能效的要求不断提高，液晶高分子材料也在不断发展和创新。
未来液晶高分子材料的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 高清晰度：研发更高分辨率和更高亮度的液晶高分子材料，以满足人们对图像质量的要求。
常用高分子材料性能特征与用途介绍
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5.环氧树脂
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上 环氧基团的有机高分子化合物，除个别外， 它们的相对分子质量都不高。 环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼 的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分 子链的末端、中间或成环状结构。 由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它 们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形 成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
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④化学稳定性
PS有较好的化学稳定性； 易发生热氧老化； 易发生环境应力开裂。
⑤电性能 表面电阻和体积电阻率高； 正电损耗价极低； 电性能不受频率和温度的影响。
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⑥光学性能 透光率达88%~92%； 折射率为1.59~1.60； 受强光后易变黄，等等。
⑦加工性 现有树脂中最易加工的塑料品种； 最易着色的塑料品种； 成型收缩率小； 制品的内应力较大，等等。
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三、热塑性工程材料
工程塑料分为通用工程塑料和特种工程塑 料两大类，与通用塑料相比： 工程塑料具有更高的力学强度，能经受较 宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，具有 较高的尺寸稳定性，可在工程中作为结构材料， 广泛应用与机械、电子、汽车及航空航天领域。 五大通用工程塑料为：聚酰胺、聚碳酸酯、 聚甲醛、热塑性聚酯、聚苯醚。
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(3)PS 的改性品种
①ABS ABS是指由丙烯腈(Acrylonitril)、丁二烯 (Butadiene)、苯乙烯（Styrene）三种单体组 成热塑性塑料，其成分较复杂，不仅仅是三 种单体的共聚物，也可以含有某种单体的均 聚物及其混合物。
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a. ABS的性质 具有坚韧、质硬、刚性大等优异力学性能， 特别是冲击强度高，并且也大大提高了耐磨性， 使用范围-40～100℃，具有良好的电绝缘性和 一定化学稳定性，但耐候性差。 b. ABS的用途 ABS应用广泛，可用于制造齿轮、泵叶轮、 轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、冰箱 衬里、汽车零部件、电气零件、纺织器材、容 器、家具等，也可用作PVC等聚合物的增韧 改性剂。
聚氨酯丙烯酸酯的光学性能研究及其应用
聚氨酯丙烯酸酯的光学性能研究及其应用随着科技的不断进步，材料的性能也日益受到关注。
聚氨酯丙烯酸酯作为一种新型高分子材料，具有很多优良的性质，如：光学性能、化学稳定性、机械性能、电学性能等等。
这些性质使得聚氨酯丙烯酸酯在工业、医疗、光电子等领域有广泛的应用。
一、聚氨酯丙烯酸酯的基本性能聚氨酯丙烯酸酯的化学结构中存在着丙烯酸酯单体，它使得聚氨酯丙烯酸酯在UV-Vis区间具有较高的吸光度，因此具有优良的光学性能。
此外，它还具有可控的生物相容性和化学稳定性，使得它在医疗领域有广泛的应用。
二、聚氨酯丙烯酸酯的光学性能研究1. 光学吸收谱研究光学吸收谱是评价聚氨酯丙烯酸酯光学性能的重要手段之一。
利用分光光度计对聚氨酯丙烯酸酯进行测量，可以得到它在不同波长下的吸光度值。
根据对吸收谱的研究，可以得出聚氨酯丙烯酸酯的吸收峰和吸收带宽等信息，可以为材料的应用提供理论依据。
2. 折射率研究折射率是光线通过材料时发生偏折的量，它与材料的成分、密度、温度等有关。
通过测量聚氨酯丙烯酸酯的折射率可以了解其光学性能和分子结构信息。
同时，通过合理的折射率调制还可制备出具有特定形状和功能的光学元件。
三、聚氨酯丙烯酸酯的应用1. 光电子器件由于聚氨酯丙烯酸酯具有优异的光学性能，因此可以制备出用于光电传感器、光纤通讯、光学波导等光电子器件。
同时，它的化学稳定性和可控生物相容性使得它成为高质量生物传感器的重要材料。
2. 医学领域聚氨酯丙烯酸酯材料在医学领域有广泛的应用，如：制备人工血管、假体、注射器、药物释放系统等。
聚氨酯丙烯酸酯具有较好的生物相容性和良好的可调节性，因此应用十分广泛。
3. 加工制造聚氨酯丙烯酸酯的加工性能优良，可以通过注塑、挤出、压延等加工方法制备出各种形状和尺寸的材料。
它被广泛应用于制备各种结构件、密封件和胶粘剂等。
总之，聚氨酯丙烯酸酯作为一种新型高分子材料，具有丰富的优良性质，其光学性能研究也得到广泛关注。
它的应用涵盖了医疗、光电子、加工制造等多个领域，未来还将有更广阔的应用前景。
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高分子材料的光学基本性能和应用
第一节 光通过介质的现象 一.折射 1．折射率的定义 1）定义 光是具有一定波长的电磁波，光的折射可理解为光在介质中传
播速度的降低而产生的（以真空中的光速为基础）。 当光从真空进入较致密的材料时,其速度是降低的。折射
n 即率：真定空 义为c：光在真空和材料中的速度之比。 材料
大者，光的传播速度较慢。材料的折射率永远是大于l的正数。如空气的n
=1.0003，固体氧化物n=1.3高—分2子.7，材硅料酸的盐光玻学璃基n本=性1.5—1.9，树脂：1.3-1.7 能和应用
3．影响折射率的因素
（1）折射率与极化率的关系
当一种介质材料置于可见光范围的电磁辐射场中时，辐射的 极化电场引起其中带电的结构单元周期性的位移，辐射导 致该材料的宏观极化。在可见光的频率范围内仅出现电子 极化。由于光的传播与介质的极化有关，因此介质对光波 场的响应可用宏观物理量------极化率或介电常数来描述。 光波除了与材料中的电结构作用外，还与磁结构作用。正 是因为材料的极化和磁化作用，“拖住”了电磁波的步伐， 使电磁波的传播速度变慢。根据麦克斯威尔电磁波理论， 光在介质中的传播速度应为：
高分子材料的光学基本性 能和应用
2）绝对折射率与相对折射率 （1）绝对折射率
材料相对于真空中的折射率称为绝对折射率。 一般将真空中的折射率定为1。 （2）相对折射率 由于在实际工作中使用绝对折射率不方便，因此使 用相对折射率的概念。 相对于空气的折射率称为相对折射率：材料相对于 空气的折射率称为相对折射率：N′=VA/V材料
因而应力与双折射有一定的关系，即：
C为应力光n学//系数n ，Σ为C应
力。经验表明，脂肪族聚合物具有较低的应力光学系数，如PMMA和OZ-1000
（聚三环癸甲基丙烯酸脂）双折射很小，基本是各向同性的；含有易极化和
取向的苯环的芳香族聚合物则具有较大的应力光学系数，如PS和PC，苯环位
于主链比位于侧链时应力光学系数增加更大； 树脂大分子链上含有共聚单元，
能和应用
这些基团和元素的引入提高了光学树脂的折射率，同时 也带来了一些不足：（1）引入芳香族或稠环化合物可提高 折射率，但聚合物的色散较大；（2）引入除F以外的卤素 可提高折射率，但树脂的密度增大，耐候性差，易发黄； （3）引入重金属离子如铅、镧、铌或二氧化钛、硫化铅、 硫化铁纳米微粒等可提高折射率，但树脂的密度增大、抗 冲性降低、实用困难；（4）引入脂肪族多环化合物，可提 高折射率，且色散较低，但折射率提高的范围有限；（5） 引入S、N、P等元素可提高折射率，特别是在聚合物中引入 S是提高折射率的最有效方法，且色散好，环境稳定性好。
nn/光/ 线n的双现折象射，是非均质晶体的特性，这类晶体的所有光学
性能都和双折射有关。
高分子材料的光学基本性 能和应用
（5）材料所受的内应力 有内应力的透明材料，垂直于受拉主应力方向的N大，平行于受拉主应力方
向的N小。因此产生双折射。
树脂中的双折射主要是由于加工过程中残留的内应力导致链段或基团取向，
高分子材料的光学基本性 能和应用
高分子材料的光学基本性 能和应用
高分子材料的光学基本性 能和应用
高分子材料的光学基本性 能和应用
可以看出，具有较大极化率和较小分子体积的苯环具有较高的折射率；含有相同碳数 的碳氢基团，折射率按支化链<直链<脂环<芳环的顺序变大。 此外，分子中引入除F以外的卤族元素、S、P、砜基、稠环、重金属离子等均可提高 折射率，而分子中含有甲基和高F分原子子材时料折的射光能学力基降本低性。
容易产生双折射现象；树脂中添加其它助剂，由于助剂与树脂之间的折射率
不同而产生双折射。的表示
折射率的大小与入射光波长有关。材料的折射率N 随入射光波长的降低而减小，所以，谈材料的折 射率时必须指出所用的光的波长。一般常用ND来 比较不同材料的折射率。
高分子材料的光学基本性 能和应用
（4）与材料的结构、晶型的关系
①均质介质（各向同性的材料） 如非晶态(无定型体)和立方晶体材料，当光通过时，
光速不因传播方向改变而变化，材料只有一个折射率。 ②非均匀介质（除立方晶体以外的其他晶型，都是非均
质介质） 光进入非均质介质时，一般会产生双折射现象。
双折射：当一束光通过一个介质时，分为振动方向相互 垂直、传播速度不等的两个波，它们分别构成两条折射
高分子材料的光学基本性 能和应用
（2）折射率与离子半径的关系 当离子半径增大时，其Ε增大，因而N也随之增大。因此，可以用大
离子得到高折射率的材料，如PBS的N=3.912，用小离子得到低折射率 的材料，如SICL4的N=1.412。
高分子材料的光学基本性 能和应用
（3）折射率与摩尔折光度、分子体积的关系
v c
式中：c为真空中的光速，ε为介质的介电常数，μ为介质的导磁率。对于非磁性 材料， 1。在下面讨论中，介质材料一般都是非磁性材料。
高分子材料的光学基本性 能和应用
n c c v材料 c
n ε
该式反映了光的折射率和材料的介电常数的关系。材料的极化性质与构成材料原 子的原子量、电子分布情况、化学性质等微观因素有关。这些微观因素通过宏观 量介电常数来影响光在材料中的传播速度。
高分子材料的光学基本性 能和应用
2．两种材料间的相对折射率
如果光从材料1，通过界面传入材料2时，与界面法向所形成的入射角I1、 折射角I2与两种材料的折射率N1和N2现有下述关系:
siin1 siin2
n2 n1
n2112
式中：v1及v2分别表示光在材料l及2中的传播速度，n21为材料2相对于材料l的相 对折射率。 材料的折射率反映了光在该材料中传播速度的快慢。两种折射率相比，折射率较
折射率与材料介质摩尔折射度成正比，与分子体积成反比；而摩尔折射 度与介质极化率成正比，所以要提高折射率，要求材料具有大的极化率和 小的分子体积。
高分子材料的光学基本性 能和应用
摩尔折射度(R)是由于在光的照射下分子中电子(主要是价电子)云相 对于分子骨架的相对运动的结果。这种把光学折射与化学结构联系起 来的可加量叫做摩尔折射度。文献中有多种定义。