DE3909759A1

DE3909759A1 - Optisches material mit hohem brechungsindex

Info

Publication number: DE3909759A1
Application number: DE3909759A
Authority: DE
Inventors: Hideaki Doi; Teruo Sakagami
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1988-03-23
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1989-10-05
Also published as: US4975223A; JPH01242608A; JPH065322B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Material, insbesondere auf ein optisches Material mit einem hohen Brechungsindex, der aus einem 4-Isopropenylbiphenyl enthaltenden Copolymer und einem besonderen monofunktionellen aromatischen Monomer als wesentlichen Bestandteilen gebildet wird.

Als optisches Material für Linsen, Prismen und ähnliches hat anorganisches Glas eine weite Verbreitung. Das als optisches Material verwendete anorganische ein spezifische Dichte von 2,4 bis 5,2 hat, hat das optische Material ein hohes Gewicht und ruft so Probleme bei dessen Einfügung in optische Systeme, beispielsweise der Ausrüstung für Büromaschinen hervor, für die eine Reduktion von Größe und Gewicht wesentlich ist. Um diese Probleme zu lösen, ist viel Arbeit in die Entwicklung von optischen Materialien mit einer im Vergleich zu anorganischem Glas im allgemeinen niedrigeren spezifischen Dichte, die aus einem Polymer oder Copolymer gebildet werden, investiert worden. Einige optische Materialien der obengenannten Art haben bereits aktuelle Verwendung gefunden, beispielsweise als Brillengläser.

Bei solchen optischen Materialien ist eine Vielzahl von Eigenschaften erforderlich. Unter diesen können grundsätzlich ein hoher Brechungsindex, ein niedriges spezifisches Gewicht, Farblosigkeit und ausgezeichnete Transparenz als wesentliche Eigenschaften erwähnt werden. Wenn ein als Brillenglas zu verwendendes optisches Material einen hohen Brechungsindex und ein niedriges spezifisches Gewicht hat, kann die periphere Dicke der Linsen bedeutend verringert werden, so daß die Linse insgesamt als eine dünne Linse zur Verfügung gstellt werden kann. Eine Gewichtsverringerung ist daher auch unter diesem Gesichtspunkt praktikabel. Solche optischen Materialien sind daher besonders bevorzugt.

In dem Fall jedoch, wenn eine Linse bzw. ein Glas aus einem optischen Material mit niedriger spezifischer Dichte und einem niedrigen Brechungsindex erhalten wird, ist es notwendig, den Radius der Linse zu verringern, um die notwendige Berechnungsstärke bereitzustellen. Im Ergebnis sind dann sowohl die Dicke als auch das Volumen der Linse erhöht. Obwohl eine Gewichtsverringerung angestrebt worden war, kann dieses Ziel im Ergebnis nicht erreicht werden. Wenn ein optisches Material selbst gefärbt ist oder eine niedrigere Transparenz aufweist, bereitet die Verwendung einer Linse oder von ähnlichen Objekten, die aus einem solchen optischen Material hergestellt worden sind, in einem optischen System oft Probleme, beispielsweise daß das Transmissionsspektrum verzerrt ist oder die Durchlässigkeit für Licht einer gewünschten Wellenlänge erniedrigt ist. Solche Materialien haben daher einen begrenzten Anwendungsbereich. Daher sind solche optischen Linsen nicht erwünscht.

Als optische Materialien mit einer niedrigen spezifischen Dichte sind Polymethylmethacrylat (spezifische Dichte d : 1,19; Brechungsindex n _d: 1,49), Polydiethylenglycolbisallylcarbonat (d : 1,32, n _d: 1,50), Polycarbonat (d : 1,20, n _d: 1,58), Polystyrol (d : 1,06, n _d: 1,59) heutzutage bekannt. Keines dieser optischen Materialien hat jedoch einen ausreichend hohen Brechungsindex.

Andererseits ist eine Vielzahl von Vorschlägen für optische Materialien mit einem hohen Brechungsindex gemacht worden. Beispielsweise offenbart die japanische Patentanmeldung Nr. 14 449/1983 Dimethacrylat- oder Diacrylatcopolymere, in denen jeder Kern-halogensubstituierte aromatische Ring an eine Mehtacyloyloxy- oder Acryloyloxygruppe über eine Alkylenglycolgruppe gekoppelt ist. Weiterhin offenbart die japanische Patentanmeldung Nr. 51 706/1985 Polymere eines urethanierten Methacrylsäuremonomers, die durch Reaktion eines bromsubstituierten aromatischen Monomers mit einer oder mehreren Hydroxylgruppen mit einem polyfunktionellen Isocyanat gebildet werden.

Um ein optisches Material mit ausreichend hohem Brechungsindex in Übereinstimmung mit diesen Methoden zu erhalten, ist es jedoch unerläßlich, den Anteil der enthaltenen Halogenatome zu erhöhen. Dies hat zu dem Problem geführt, daß die spezifische Dichte des optischen Materials sehr hoch wird. Beispielsweise haben optische Materialien dieser Art, deren Brechungsindizes n _d mindestens 1,60 betragen, ausnahmslos eine spezifische Dichte von 1,4 bis 2,2.

Weiter sind einige Vorschläge hinsichtlich optischer Materialien mit hohem Brechungsindex und niedriger spezifischer Dichte gemacht worden. Jedoch ist keiner dieser Vorschläge vollständig zufriedenstellend. Diese sind nämlich mit einem oder mehreren Nachteilen behaftet, beispielsweise, daß sie gefärbt sind oder für Färbung oder Verringerung der Transparenz infolge ihrer niedrigen chemischen Stabilität empfänglich sind und daß ihre Produktion infolge der niedrigen Löslichkeit der Rohmaterialien erschwert ist. Ein weiteres Problem ist, daß die Wellenlängenabhängigkeit (Dispersionsmerkmale) ihrer Brechungsindizes groß ist und daher ihre Verwendung als optische Materialien eingeschränkt ist.

Die vorstehend aufgeführten Probleme werden durch ein farbloses optisches Material mit einem hohen Brechungsindex, einer niedrigen spezifischen Dichte und einer ausgezeichneten Transparenz gelöst, das aus einem Copolymer, das 4-Isopropenylbiphenyl und ein besonderes monofunktionelles aromatisches Monomer als wesentliche Bestandteile enthält, erhalten werden kann.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein optisches Material bereitgestellt, daß ein Copolymer umfaßt, das durch Copolymerisation von 3 bis 40 Gew.-% 4-Isopropenylbiphenyl, 30-97 Gew.-% eines monofunktionellen aromatischen Monomers der allgemeinen Formel (I) oder (II) und 0-67 Gew.-% eines weiteren, mit 4-Isopropenylbiphenyl und dem monofunktionellen aromatischen Monomer copolymerisierbaren Monomer erhalten werden kann.

wobei R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet,

oder

wobei n eine ganze Zahl von 0 bis 3, Y ein Halogenatom mit Ausnahme eines Fluoratoms, oder eine Methyl-, Hydroxyl- oder Methoxygruppe und m eine ganze Zahl von 0 bis 3 bedeutet, mit der Maßgabe, daß Y unterschiedlich sein kann, wenn m 2 oder 3 ist.

Das erfindungsgemäße optische Material hat einen hohen Brechungsindex trotz seines niedrigen spezifischen Gewichtes, ist farblos und weist eine ausgezeichnete Transparenz auf; darüber hinaus ist seine Herstellung einfach, weil es aus dem Copolymer gebildet wird, das als wesentliche Bestandteile 4-Isopropenylbiphenyl und das besondere monofunktionelle aromatische Monomer (das im folgenden als "Monomer (A)" bezeichnet wird), der allgemeinen Formel (I) oder (II) enthält.

Das erfindungsgemäße Copolymer enthält 4-Isopropenylbiphenyl als einen wesentlichen Bestandteil. Daher wird das zu bildende Polymerisationsprodukt im Verlauf seiner Polymerisation kaum gefärbt. Außerdem treten infolge der geringen Schrumpfbelastung bei der Polymerisation sehr wenig Risse auf. Es ist daher möglich, leicht ein Copolymer mit einem hohen Brechungsindex und einer niedrigen spezifischen Dichte herzustellen, das als optisches Material nützlich ist.

4-Isopropenylbiphenyl, das eine der wesentlichen Bestandteile des erfindungsgemäßen Copolymers ist, hat einen Schmelzpunkt von ungefähr 122°C. Es ist daher notwendig, eine Verarbeitungstemperatur von mindestens 122°C zu verwenden, um mit einer Blockpolymerisation ein optisches Material von 4-Isopropenylbiphenyl alleine zu erhalten, so daß die Brauchbarkeit extrem gering ist. Weiterhin ist, wenn Isopropenylbiphenyl alleine einer Blockpolymerisation unterworfen wird, die Schrumpfbelastung bei der Polymerisation größer, so daß das zu bildende Polymerisationsprodukt zur Rißbildung neigt. Das resultierende Polymer ist daher für optische Materialien ungeeignet.

Wenn ein Monomer (A) als ein Comonomer, das mit 4-Isopropenylbiphenyl copolymerisierbar ist, verwendet wird, ist es möglich, Vorteile dahingehend zu erzielen, daß die Schrumpfbelastung bei der Copolymerisation gering ist, wodurch nur wenige Risse im resultierenden Polymerisationsprodukt auftreten, und die Verarbeitungstemperatur so erniedrigt werden kann.

Aus dem vorstehend genannten Grund wird das durch die allgemeinen Formeln (I) oder (II) dargestellte Monomer (A) als wesentlicher Bestandteil in Kombination mit 4-Isopropenylbiphenyl verwendet.

wobei R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet,

oder

Als spezielle Beispiele für das Monomer (A) der allgemeinen Formel (I) können die folgenden Monomere erwähnt werden.

1. Aromatische Methacrylate

Beispielsweise Phenylacrylat, Phenylmethacrylat, Methacryloxyethoxybenzol, Methacryloxydiethoxybenzol, Methacryloxytriethoxybenzol, Bromphenylacrylat, Bromphenylmethacrylat, Dibromphenylacrylat, Tribromphenylmethacrylat, Methacryloxyethoxy-2,4,6-tribrombenzol, Methacryloxydiethoxytrichlorbenzol, p-Hydroxyphenylmethacrylat, usw. Die Bezeichnung "Methacryloxy", wie sie hier verwendet wird, bezeichnet Gruppen oder Strukturen, die von Acrylsäure und Methacrylsäure abgeleitet sind.

2. Aromatische Allylester

Beispielsweise Allylbenzoat, Allyldibrombenzoat, Allyljodbenzoat, usw.

3. Aromatische Allylether

Beispielsweise Allylphenylether, Allyljodphenylether usw.

Als spezielle Beispiele für das Monomer (A) der oben angegebenen allgemeinen Formel (II) können die folgenden Monomere erwähnt werden.

4. Aromatische Vinylverbindungen

Beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol, Bromstyrol, p-Methylstyrol, Hydroxystyrol, Chlormethoxystyrol, usw.

Durch Wahl eines besonderen Monomers, das aktuell als das Monomer (A) verwendet werden soll, kann die vorliegende Erfindung mit den Eigenschaften des so gewählten Monomers (A) inhärent verbundene Vorteile zur Geltung bringen. Es kann außerdem extrem wirksam sein, zwei oder mehr Monomere (A) in Kombination anstelle nur eines Monomers (A) zu verwenden, weil die vorteilhaften Wirkungen der individuellen Monomere (A) in manchen Fällen insgesamt zur Geltung gebracht werden können.

Erfindungsgemäß kann ein weiteres, mit 4-Isopropenylbiphenyl und dem Monomer (A) copolymerisierbares Monomer (im folgenden "copolymerisierbares Monomer") als copolymerisierbares Comonomer zusätzlich verwendet werden. Für ein solches copolymerisierbares Monomer bestehen keine speziellen Beschränkungen, solange es mit 4-Isopropenylbiphenyl und dem Monomer (A) copolymerisierbar ist. Als spezielle Beispiele können die folgenden Monomere erwähnt werden.

1. Alkylmethacrylate

Beispielsweise Methylacrylat, Methylmethacrylat, Naphthylacrylat, Naphthylmethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Ethylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, 2,2-bis-(4-acryloxyethoxy-3,5-dibromphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-methacryloxyethoxy-3,5-dibromphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-acryloxy-3,5-dibromphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-methacryloxyethoxy-3,5-dibromphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-methacryloxyphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-acryloxyethoxyphenyl)-propan, usw.

2. Mehrkernige Vinylverbindungen mit kondensierten Ringen

Beispielsweise Vinylnaphthalin, 2-Isopropenylnaphthalin, usw.

3. Allylverbindungen

Beispielsweise Triallylisocyanurat, Diallylphthalat usw.

Durch die Wahl eines besonderen Monomers, das tatsächlich als das obenerwähnte copolymerisierbare Monomer verwendet wird, kann die vorliegende Erfindung die dem so gewählten copolymerisierbaren Monomer innewohnenden Vorteile zur Geltung bringen. Es kann darüber hinaus extrem wirksam sein, zwei oder mehr copolymerisierbare Monomere in Kombination anstelle eines copolymerisierbaren Monomers zu verwenden, weil die vorteilhaften Wirkungen der individuellen copolymerisierbaren Monomere insgesamt in einigen Fällen zur Geltung gebracht werden können.

Um ein Copolymer beispielsweise mit einem höheren Brechungsindex zu erhalten, ist die Verwendung von halogenhaltigen Monomeren als copolymerisierbares Monomer bevorzugt. Unter dem Gesichtspunkt der Leichtigkeit der Polymerisationsreaktion ist es bevorzugt, ein Monomer einer relativ einfachen Struktur als copolymerisierbares Monomer zu verwenden. Es kann so möglich sein, ein Copolymer zu erhalten, das eine leichte Polymerisationsreaktion und einen hohen Brechungsindex hat, indem beide der obengenannten Monomere in Kombination verwendet werden.

Weiterhin ist die Verwendung von polyfunktionellen Monomeren mit mehreren ethylenisch ungesättigten polymerisierbaren Bindungen als copolymerisierbares Monomer bevorzugt, weil das resultierende Copolymer eine quervernetzte Struktur hat, wodurch ein optisches Material mit ausgezeichneter Lösungsmittelbeständigkeit und mechanischer Stärke erhalten werden kann.

Das erfindungsgemäße Copolymer kann durch Copolymerisation von 4-Isopropenylbiphenyl, dem Monomer (A) und den copolymerisierbaren Monomeren in Anteilen von 3-40 Gew.-%, 30-97 Gew.-% bzw. 0-67 Gew.-% erhalten werden. Wenn der Anteil von 4-Isopropenylbiphenyl geringer als 3 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Monomer, beträgt, tritt möglicherweise das Problem auf, daß das schließlich erhaltene Copolymer keinen ausreichend hohen Brechungsindex hätte. Wenn der Anteil von 4-Isopropenylbiphenyl nicht geringer als 3 Gew.-% ist, kann gewöhnlich ein Copolymer, dessen Brechungsindex in Abhängigkeit von der Art der anderen monomeren Bestandteile um mindestens 0,005 erhöht ist, ohne Erhöhung der spezifischen Dichte erhalten werden. Wenn andererseits der Anteil von 4-Isopropenylbiphenyl 40 Gew.-% übersteigt, wird die Schrumpfbelastung bei der Copolymerisation mit dem Monomer (A) größer, so daß das zu bildende Polymerisationsprodukt dazu neigt, Risse zu bilden. Das resultierende Copolymer ist daher für optische Materialien ungeeignet.

Wenn der Anteil des Monomers (A) kleiner als 30 Gew.-% ist, wird die Schrumpfbelastung bei der Polymerisation größer, so daß das zu bildende Polymerisationsprodukt dazu neigt, Risse zu bilden, selbst wenn der Anteil von 4-Isopropenylbiphenyl im Bereich von 3-40 Gew.-% liegt. Das resultierende Copolymer ist daher für optische Materialien nicht geeignet.

Aus dem obengenannten Grund werden 4-Isopropenylbiphenyl und das Monomer (A) in Anteilen von 3-40 Gew.-% bzw. 30-97 Gew.-% copolymerisiert, wobei die Angaben auf die gesamten Monomere bezogen sind.

Die Copolymerisationsreaktion von 4-Isopropenylbiphenyl und dem Monomer (A) oder von diesen mit dem copolymerisierbaren Monomer verläuft in Übereinstimmung mit den gewöhnlichen Radikalpolymerisationsreaktionsmechanismen oder anionischen Polymerisationsreaktionsmechanismen. Ein gebräuchlicher Polymerisationsinitiator, beispielsweise ein Radikalpolymerisationsinitiator, so wie t-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexoat oder Diisopropylperoxydicarbonat kann daher als Polymerisationsinitiator verwendet werden. Als Polymerisationsverfahren können konventionelle Polymerisationsverfahren, beispielsweise Lösungspolymerisation oder Blockpolymerisation, verwendet werden.

Wenn ein monofunktionelles Monomer als copolymerisierbares Monomer verwendet wird, kann ein gewünschtes optisches Produkt durch Herstellen eines Copolymeren durch ein gewöhnliches Polymerisationsverfahren und anschließendes Gießen des Copolymeren als ein optisches Material durch Spritzgußverfahren oder ähnliches hergestellt werden. Als Alternative können erforderliche optische Produkte ebenso zur Verfügung gestellt werden, indem ein Copolymer in einer von einer Linse verschiedenen Form, beispielsweise plattenähnlicher Form, erhalten wird, es geschnitten und geschliffen wird und notfalls das erhaltene Stück einer Rohling einer Veredlung, beispielsweise einer Oberflächenpolitur, unterworfen wird.

Wenn andererseits ein polyfunktionelles Monomer als copolymerisierbarer Monomer verwendet wird, hat das resultierende Copolymer eine quervernetzte Struktur. Es ist daher praktisch unmöglich, das resultierende Copolymer einem Verfahren zu unterwerfen, das Schmelzen oder Lösungsschritte vorsieht. In diesem Fall ist es daher allgemein bevorzugt, das optische Material oder optische Produkt direkt aus der Monomerzusammensetzung durch Gußpolymerisation herzustellen.

Wenn Gußpolymerisationsverfahren verwendet werden, kann jede Gußform oder jeder Rahmen verschiedener Form, der in Übereinstimmung mit den einzelnen Endbestimmungen entworfen ist, beispielsweise als plattenartige, linsenartige, zylinderartige, prismatische, konische und runde Form, als Gußpolymerisationsgefäße verwendet werden. Ihr Material ist freigestellt, so lange wie die Ziele der Erfindung erfüllt werden können; es kann sich dabei beispielsweise um ein anorganisches Glas, ein Kunststoff oder ein Metall handeln. Die Polymerisationsreaktion wird allgemein durchgeführt, indem eine Mischung einer Monomerzusammensetzung und eines Polymerisationsinitiators in ein Gußpolymerisationsgefäß gegossen werden und notfalls der Inhalt erhitzt wird. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Polymerisation bis zu einem gewissen Grad in einem getrennten Polymerisationsgefäß durchzuführen, das resultierende Präpolymer oder den Sirup in ein Gußpolymerisationsgefäß zu gießen und die Polymerisationsreaktion dann vollständig ablaufen zu lassen.

In der Polymerisationsreaktion einschließlich der Gußpolymerisation können 4-Isopropenylbiphenyl, das Monomer (A), das copolymerisierbare Monomer und der zu verwendende Polymerisationsinitiator insgesamt gleichzeitig miteinander vermischt werden oder sie können schrittweise vermischt werden.

Die Monomerzusammensetzung, die einer Polymerisationsreaktion unterworfen wird, kann darüber hinaus ein antistatisches Mittel, einen Wärmestabilisator, ein Ultraviolettabsorptionsmittel, ein Antioxidans und/oder ein oder mehrere andere Hilfszusätze im Einklang mit der vorgesehenen Endverwendung des zu bildenden Copolymers enthalten.

Das so erhaltene Copolymer kann einer Nachbehandlung unterworfen werden, beispielsweise Erhitzen oder Ausglühen (annealing) zur Vervollständigung der Polymerisation, zur Förderung der Oberflächenhärte, zum Ausschließen von Belastungen, die sich im Inneren bei der Gußpolymerisation akkumuliert haben, oder aus anderen Gründen.

Die sogenannte sekundäre Linsenweiterverarbeitung kann auf die erfindungsgemäß erhaltenen optischen Produkte ebenso angewendet werden. Beispielsweise können die optischen Produkte mit einem harten Überzugsmaterial oder einem organischen harten Überzugsmaterial des durch ultravioletthärtbaren Typs überzogen werden, um so eine harte Oberflächenschicht zu bilden, wodurch die Oberflächenhärte gesteigert ist. Weiterhin ist es möglich, einen Antireflexionsfilm aus einem Metalloxid, Fluorid oder ähnlichem durch Vakuumverdampfung oder Sputtern zu bilden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

4-Isopropenylbiphenyl
30 Gew.-Teile
Styrol	35 Gew.-Teile
2,2-Bis-(4-methacryloxyethoxy-3,5-dibromphenyl)propan	30 Gew.-Teile

Die obengenannten Materialien wurden geschmolzen und in eine vollkommen gleichmäßige, farblose und transparente Schmelzmischung bei 95°C unter Stickstoffatmosphäre gemischt. Der Schmelzmischung wurde 1 Gewichtsteil t-Butylperoxy-3,5,5-trimethoylhexoat als Polymerisationsinitiator zugesetzt und dann unter Stickstoffatmosphäre bei unterschiedlichen Temperaturen für unterschiedliche Zeiten umgesetzt, nämlich 15 Stunden bei 80°C, 2 Stunden bei 100°C und dann 2 Stunden bei 120°C, so daß die Polymerisation vollständig war, um so ein Copolymer herzustellen.

Das Copolymer war praktisch ungefärbt und farblos. Wenn Laserstrahlen von 1 mW Energie, die von einem Laseroszillator "GLG 5090" (Warenname; hergestellt von der NEC Corp.) dazu veranlaßt worden, durch das Copolymer zu laufen, wurde praktisch keine Streuung beobachtet. Das Copolymer wurde daher als farblos und von einer ausgezeichneten Transparenz beurteilt.

Der Brechungsindex des Copolymers wurde bei 20°C mit einem Abbe Refraktometer ("Modell 3", Warenname; hergestellt von der Atago Inc.) bestimmt und seine spezifische Dichte wurde ebenfalls bei 20°C mit einem automatischen Dichtemesser ("Modell D-S", Warenname; hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-Sho, Ltd.) bestimmt. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.

Brechungsindex n _d: 1,618
spezifische Dichte d : 1,233

Vergleichsbeispiel 1

4-Vinylbiphenyl
35 Gew.-Teile
Styrol	35 Gew.-Teile
2,2-Bis-(4-methacryloxyethoxy-3,5-dibromphenyl)propan	30 Gew.-Teile

Die oben angegebenen Materialien wurden geschmolzen und in eine hochgleichmäßige Schmelzmischung bei 65°C unter Stickstoffatmosphäre gemischt. Unter Verwendung dieser Schmelzmischung wurde ein Vergleichs-Copolymer mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt.

Der Brechungsindex und die spezifische Dichte des Vergleichs-Copolymers wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt und die folgenden Ergebnisse erhalten.

Brechungsindex n _d: 1,616
spezifische Dichte d : 1,202

Das Vergleichspolymer war jedoch mit einer leicht gelben Farbe bei fortschreitender Polymerisation gefärbt, und es wies Risse auf. Es war daher unmöglich, es als optisches Material zu verwenden.

Beispiel 2

4-Isopropenylbiphenyl
3 Gew.-Teile
Tribromphenylmethacrylat	35 Gew.-Teile
Styrol	37 Gew.-Teile
2,2-Bis-(4-methacryloxyethoxy-3,5-dibromphenyl)propan	25 Gew.-Teile

Die obengenannten Materialien wurden bei 60° unter Mischen in eine hochgleichmäßige, farblose und transparente flüssige Mischung überführt. Der flüssigen Mischung wurde 1 Gewichtsteil t-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexoat als Polymerisationsinitiator zugesetzt und sie dann unter Stickstoffatmosphäre bei verschiedenen Temperaturen für verschiedene Zeiten, nämlich 15 Stunden bei 60°C, 2 Stunden bei 80°C, 2 Stunden bei 100°C und dann 2 Stunden bei 120°C umgesetzt, so daß die Polymerisation vollständig war und ein Copolymer hergestellt wurde.

Ähnlich wie bei dem in Beispiel 1 erhaltenen Copolymer, wurde das resultierende Copolymer als praktisch farblos und eine ausgezeichnete Transparenz aufweisend beurteilt.

Der Brechungsindex und die spezifische Dichte des Copolymers wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bestimmt, und die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.

Brechungsindex n _d: 1,617
spezifische Dichte d : 1,394

Vergleichsbeispiel 2

Tribromphenylmethacrylat
38 Gew.-Teile
Styrol	37 Gew.-Teile
2,2-Bis-(4-methacryloxyethoxy-3,5-dibromphenyl)propan	25 Gew.-Teile

Ein Vergleichscopolymer wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 2 bei Verwendung der oben angegebenen Materialien hergestellt.

Der Brechungsindex und die spezifische Dichte des Vergleichspolymers wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bestimmt und die folgenden Ergebnisse erhalten.

Brechungsindex n _d: 1,616
spezifische Dichte d : 1,503

Obwohl der Brechungsindex vergleichbar dem für das in Beispiel 2 erhaltene Copolymer war, war die spezifische Dichte sehr hoch.

Vergleichsbeispiel 3

Tribromphenylmethacrylat
35 Gew.-Teile
Styrol	40 Gew.-Teile
2,2-Bis-(4-methacryloxyethoxy-3,5-dibromphenyl)propan	25 Gew.-Teile

Unter der Verwendung der obengenannten Materialien wurde ein Vergleichs-Copolymer nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt.

Der Brechungsindex und die spezifische Dichte des Vergleichs-Copolymers wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt, und die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.

Brechungsindex n _d: 1,611
spezifische Dichte d : 1,440

Der Brechungsindex war im Vergleich zu dem des in Beispiel 2 erhaltenen Copolymers klein.

Aus den Ergebnissen der Vergleichsbeispiele 2 und 3 ist es offensichtlich, daß ein Copolymer mit einem hohen Brechungsindex ohne Erhöhung seiner spezifischen Dichte erhalten werden kann, wenn 4-Isopropenylbiphenyl und das Monomer (A) in Kombination enthalten sind.

Beispiel 3

4-Isopropenylbiphenyl
20 Gew.-Teile
p-Methylstyrol	80 Gew.-Teile

Die obengenannten Materialien wurden geschmolzen und zu einer hochgleichmäßigen Schmelzmischung bei 70°C unter Stickstoffatmosphäre gemischt. Unter Verwendung dieser Schmelzmischung wurde ein Copolymer nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt.

Ähnlich wie bei dem in Beispiel 1 erhaltenen Copolymer wurde das so erhaltene Copolymer als praktisch farblos und eine ausgezeichnete Transparenz aufweisend beurteilt.

Der Brechungsindex und die spezifische Dichte des Copolymers wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.

Brechungsindex n _d: 1,604
spezifische Dichte d : 1,072

Beispiel 4

4-Isopropenylbiphenyl
30 Gew.-Teile
Acryloxyethoxybenzol	70 Gew.-Teile

Die obengenannten Materialien wurden geschmolzen und zu einer hochgleichmäßigen Schmelzmischung bei 80°C unter Stickstoffatmosphäre gemischt. Unter Verwendung der Schmelzmischung wurde ein Copolymer nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt.

Ähnlich wie bei den im Beispiel 1 erhaltenen Copolymer wurde das so erhaltene Copolymer als praktisch farblos und eine ausgezeichnete Transparenz aufweisend beurteilt.

Der Brechungsindex und die spezifische Dichte des Copolymer wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt; die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.

Brechungsindex n _d: 1,603
spezifische Dichte d : 1,120

Beispiel 5

4-Isopropenylbiphenyl
20 Gew.-Teile
Allylphenylether	80 Gew.-Teile

Die obengenannten Materialien wurden unter Mischen bei 60°C in eine hochgleichmäßige, farblose und transparente flüssige Mischung überführt. Der flüssigen Mischung wurde 1 Gewichtsteil Diisopropylperoxydicarbonat und 1 Gewichtsteil t-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexoat als Polymerisationsinitiatoren zugesetzt und sie dann unter Stickstoffatmosphäre bei verschiedenen Temperaturen für verschiedene Zeiten, nämlich 15 Stunden bei 60°C, 2 Stunden bei 80°C, 2 Stunden bei 100°C und dann 2 Stunden bei 120°C umgesetzt, so daß die Polymerisation vollständig war, um so ein Copolymer herzustellen.

Ähnlich wie bei dem in Beispiel 1 erhaltenen Copolymer wurde das resultierende Copolymer als praktisch farblos und eine ausgezeichnete Transparenz aufweisend beurteilt.

Der Brechungsindex und die spezifische Dichte des Copolymers wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bestimmt; die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.

Brechungsindex n _d: 1,603
spezifische Dichte d : 1,113

Beispiel 6

4-Isopropenylbiphenyl
20 Gew.-Teile
Allylbenzoat	80 Gew.-Teile

Die obengenannten Materialien wurden geschmolzen und zu einer hochgleichmäßigen Schmelzmischung bei 60°C unter Stickstoffatmosphäre gemischt. Unter Verwendung dieser Schmelzmischung wurde ein Copolymer nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 5 hergestellt.

Der Brechungsindex und die spezifische Dichte des Copolymers wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt; die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:

Brechungsindex n _d: 1,601
spezifische Dichte d : 1,154

Claims

1. Optisches Material mit hohem Brechungsindex, umfassend ein Copolymer, das durch Copolymerisation von 3 bis 40 Gew.-% 4-Isopropenylbiphenyl, 30 bis 97 Gew.-% eines monofunktionellen aromatischen Monomers der allgemeinen Formel (I) oder (II) und 0 bis 67 Gew.-% eines weiteren, mit 4-Isopropenylbiphenyl und dem monofunktionellen aromatischen Monomer copolymerisierbaren Monomers erhalten wird, wobei R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet, X bedeutet oder wobei n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist, Y ein Halogenatom mit Ausnahme eines Fluoratoms, oder eine Methyl-, Hydroxyl- oder Methoxygruppe und m eine ganze Zahl von 0 bis 3 bedeutet, mit der Maßgabe, daß Y unterschiedlich sein kann, wenn m 2 oder 3 ist.

2. Optisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit 4-Isopropenylbiphenyl und dem monofunktionellen aromatischen Monomer copolymerisierbare Monomer aus einem oder mehreren Monomeren aus der Gruppe der Alkylacrylate, Alkylmethacrylate, Vinylverbindungen und mehrkernigen kondensierten Ringen und Allylverbindungen zusammengsetzt ist.

3. Optisches Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit 4-Isopropenylbiphenyl und dem monofunktionellen aromatischen Monomer copolymerisierbare Monomer ein aromatisches Monomer mit einem oder mehreren Halogenatomen ist.

4. Optisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit 4-Isopropenylbiphenyl und dem monofunktionellen aromatischen Monomer copolymerisierbare Monomer ein polyfunktionelles Monomer mit vielfachen ethylenischen ungesättigten copolymerisierbaren Bindungen ist.