Estudo da fotopolimerização de monomeros monofuncionais e multifuncionais para produção e recobrimento de lentes oftalmicas

Autor: Fregolente, Patricia Bogalhos Lucente
Přispěvatelé: Bittencourt, Edison, 1941, Otani, Choyu, Aguila, Zaida Jova, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientador: Edison Bittencourt Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Atualmente, o mercado procura materiais com qualidades ópticas que satisfaçam as exigências dos usuários e que possuam facilidades de processamento. De forma geral, para um polímero apresentar boas propriedades ópticas, este necessita ter boas características como alto índice de refração, alta transmitância da luz, baixo peso específico, resistência ao impacto, estabilidade dimensional pós cura e estabilidade por exposição à luz e ao calor. Industrialmente, utiliza-se para a fabricação de lentes oftálmicas, a técnica de polimerização térmica, ou cura térmica. Dessa maneira, necessita-se de um tempo de cura muito longo (cerca de 20 horas) para evitar defeitos nas lentes. Entretanto, a cura através de irradiação de luz ultra-violeta (UV) permite obter os mesmos tipos de materiais e com características semelhantes com um tempo de processo reduzido em até poucos minutos. No presente trabalho, para confecção das lentes foram estudados os seguintes monômeros e oligômeros: metacrilato de metila (MAM), 1,6-Hexanediol diacrilato (HDODA), diacrilato uretano alifático tetrafuncional (Ebecryl 284) e diacrilato epóxi bisfenol-A (Ebecryl 3700) e para cada formulação o fotoiniciador 2- hidroxi-2-metil-1-fenilpropanona (Darocure 1173). O tempo de fotocura da mistura dura entre 4 a 7 minutos, de acordo com a espessura do molde. As lentes obtidas foram caracterizadas por medidas de dureza Shore D, transmitância nas regiões visível, UVA e UVB, índice de refração, análises térmicas para determinação da temperatura de transição vítrea. As lentes foram recobertas por uma resina multifuncional através do método de deposição por spin-coating e curada por UV. A caracterização dessa camada foi realizada por testes de dureza superficial utilizando graduações de grafites além de um planejamento experimental para observar as variáveis do processo de spin-coating que mais interferem na formação do recobrimento. As lentes produzidas apresentam ótimas qualidades ópticas e mecânicas e esta tecnologia de fotocura apresenta grande potencial para ser aplicada e produzir lentes em escala industrial Abstract: The materials used for ophthalmic lenses need to present some optical qualities and to satisfy the requirements of the users. Various characteristics are required for the transparent synthetic resins as optical material. A polymer, to have good optical properties, needs to be colorless and tranparent, present good characteristics as high refractive index, high light transmittance, low specific weight, impact resistance, and stability to the exposition to the light and the heat. Industrially, for the manufacture of opthalmic lenses is used the technique of thermal polymerization, or thermal cure. This way, it is needed a long time of cure (about 20 hours) to prevent defects in the lenses. The monomers and monofunctional and multi-functional oligomers that have been studied for production of the lenses are methyl methacrylate (MAM), 1,6-hexanediol diacrylate (HDODA), aliphatic uretane diacrylate and bisphenol A epoxy diacrylate. The photoinitiator 2-hydroxi-2-methyl-1-fenilpropanone was added to each mixture, varying its concentration of 1 to 3%. The cure through ultraviolet irradiation (UV) allows to get the same kind of materials than thermal cure with similar characteristics but with a time of processing of the order of few minutes. In the present work, characteristics as refractive index (n), heat resistance, light transmittance and hardness of the produced lenses were studied from mixtures of acrylates and multi-functional methacrylates through photopolymerization with UV lamp at room temperature. The pencil hardness test was used for characterize the surface coating by spin-coating method, beyond an experimental design to observe the variables of the process that influence the formation of the coating Mestrado Ciência e Tecnologia de Materiais Mestre em Engenharia Química
Databáze: OpenAIRE
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