基于山梨糖醇的交联光学聚合物
相关申请的交叉引用
本申请案要求2018年1月25日提交的第62/621,991号美国临时专利申请案的权益，所述申请案的全部公开内容出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。
关于在联邦政府资助的研究和研发下完成的发明的权利的声明
本发明是在政府支持下在小型企业创新研究计划(Small Business InnovationResearch Program)I期拨款SBIR 1648374和II期拨款SBIR 1831288(均由美国国家科学基金会(National Science Foundation)授予)下完成的。政府对本发明享有一定权利。
背景技术
聚合材料在极广泛范围的产品中使用。具有苛刻要求的聚合材料的类别为光学应用中所使用的聚合材料类别。所述应用需要具有例如极高透光率、极低混浊度和良好热和机械稳定性的材料。
传统的透明聚合物(如丙烯酸酯、聚苯乙烯和聚碳酸酯)已用于制造光学透镜、眼镜透镜、前灯盖等。这些聚合物通常可通过注射或压缩模制而容易地加工，或通过机械加工简单聚合物坯材或块材以产生光学产品。用于制造这些透镜的其它工艺包含将单体或预聚物放置到模具或空腔中且直接聚合为相关形状。
用于制造具有高光学特性的聚硫氨基甲酸酯热固物的当前材料具有许多缺点。这些缺点包含使用高反应性和毒性单体、其它组分化学品的高成本和控制光学特性(如透明度、折射率、颜色和阿贝值(Abbe value))的困难。现有技术水平的眼用热固物的折射率在1.6到1.74范围内，并且阿贝值在42到32范围内，这对应于高色差，除非折射率和阿贝值都得到弥补，否则所述高色差无法克服。因此，需要研发产生展现有利光学特性的光学元件的新颖聚氨基甲酸酯共聚物和制造工艺。
发明内容
在一个方面，提供了具有大于1.5的折射率值和大于45的阿贝值的交联光学共聚物。交联光学共聚物包括衍生自山梨糖醇的单体。在一些实施例中，单体为异山梨醇或其衍生物或立体异构体。在一些实施例中，交联光学共聚物中的单体的摩尔分数为40％到50％。交联光学聚合物可进一步包括三官能连接物，称为交联物。在一些实施例中，三官能连接物为三醇。在一些实施例中，三醇为丙三醇。在一些实施例中，三醇为二砜(disulfone)。在一些实施例中，二砜为2,2'-(2-羟基丙烷-1,3-二基二磺酰基)双(乙-1-醇)。在一些实施例中，交联光学共聚物中三官能连接物的摩尔分数为1％到20％。
在一些实施例中，交联光学共聚物进一步包括一或多种双官能连接物。在一些实施例中，交联光学共聚物中的一或多种双官能连接物的摩尔分数为40％到60％。在一些实施例中，一或多种双官能连接物选自由二异氰酸酯和二硫氰酸酯组成的群组。在一些实施例中，二异硫氰酸酯选自由以下组成的群组：双(4-异硫氰酸酯基环己基)甲烷、1,6-二异硫氰酸酯基己烷、双(4-异硫氰酸酯基苯基)甲烷、5-异硫氰酸酯基-1-(异硫氰酸酯基甲基)-1,3,3-三甲基环己烷、1,4-二异硫氰酸酯基环己烷、1,4-二异硫氰酸酯基丁烷和1,3-双(异硫氰酸酯基甲基)环己烷。在一些实施例中，二异氰酸酯选自由以下组成的群组：双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷(H12MDI)、1,6-二异氰酸酯基己烷(HMDI)、双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷、5-异氰酸酯基-1-(异氰酸酯基甲基)-1,3,3-三甲基环己烷、1,4-二异氰酸酯基环己烷、1,4-二异氰酸酯基丁烷和1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包括H12MDI。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包括HMDI。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包括双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包括第一二异氰酸酯和第二二异氰酸酯，其中交联光学共聚物中第一二异氰酸酯与第二二异氰酸酯的摩尔比是0.3到1.7。在一些实施例中，第一二异氰酸酯为H12MDI且第二二异氰酸酯为HMDI。
在一些实施例中，交联光学共聚物的数均分子量为2000到50,000。在一些实施例中，交联光学共聚物的重均分子量为4000到75,000。在一些实施例中，交联光学共聚物的多分散指数为1.2到2.7。
在另一方面，本发明提供包括所提供的交联光学共聚物中的任一个的光学元件。在一些实施例中，光学元件经配置以用于显微镜或相机，或用作用于眼镜的矫正透镜。
在另一方面，本发明提供用于制备交联光学共聚物的方法。所述方法包括将衍生自山梨糖醇的单体与一或多种双官能连接物组合以形成第一反应混合物。在一些实施例中，单体为异山梨醇或其衍生物或立体异构体。在一些实施例中，一或多种双官能连接物选自由二异氰酸酯和二硫氰酸酯组成的群组。在一些实施例中，二异硫氰酸酯选自由以下组成的群组：双(4-异硫氰酸酯基环己基)甲烷、1,6-二异硫氰酸酯基己烷、双(4-异硫氰酸酯基苯基)甲烷、5-异硫氰酸酯基-1-(异硫氰酸酯基甲基)-1,3,3-三甲基环己烷、1,4-二异硫氰酸酯基环己烷、1,4-二异硫氰酸酯基丁烷和1,3-双(异硫氰酸酯基甲基)环己烷。在一些实施例中，二异氰酸酯选自由以下组成的群组：双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷(H12MDI)、1,6-二异氰酸酯基己烷(HMDI)、双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷、5-异氰酸酯基-1-(异氰酸酯基甲基)-1,3,3-三甲基环己烷、1,4-二异氰酸酯基环己烷、1,4-二异氰酸酯基丁烷和1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包括H12MDI。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包括HMDI。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包括双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包括第一二异氰酸酯和第二二异氰酸酯，其中交联光学共聚物中第一二异氰酸酯与第二二异氰酸酯的摩尔比是0.3到1.7。在一些实施例中，第一二异氰酸酯为H12MDI且第二二异氰酸酯为HMDI。所述方法进一步包括使第一反应混合物在适合于形成由单体和一或多种双官能连接物构成的聚合物的条件下反应。所述方法进一步包括将聚合物与三官能连接物组合以形成第二反应混合物。在一些实施例中，三官能连接物为三醇。在一些实施例中，三醇为丙三醇。在一些实施例中，三醇为二砜。在一些实施例中，二砜为2,2'-(2-羟基丙烷-1,3-二基二磺酰基)双(乙-1-醇)。所述方法进一步包括使第二反应混合物在适合于形成交联光学聚合物的条件下反应，其中交联光学聚合物具有大于1.5的折射率值和大于45的阿贝值。
在一些实施例中，第一反应混合物进一步包括金属催化剂。在一些实施例中，金属催化剂为有机锡化合物。在一些实施例中，第一反应混合物中的单体与金属催化剂的摩尔比是80到90。
附图说明
图1为根据一实施例的用于合成包含异山梨醇、H12MDI、HMDI和丙三醇的交联光学共聚物的反应流程。
图2为根据一实施例的用于合成包含异山梨醇、H12MDI、HMDI和2,2'-(2-羟基丙烷-1,3-二基二磺酰基)双(乙-1-醇)的交联光学共聚物的反应流程。
具体实施方式
I.概述
本文提供交联共聚物，其在用于制造光学组件(例如矫正眼镜透镜)时提供所述组件的光学和机械特性的有利改进。举例来说，有益的是光学材料具有1.5到大于1.8的高折射率、如通过小于45的阿贝数确定的低色差，以及如通过抗冲击性测试(根据FDA规范)确定的高拉伸强度和极佳硬度。本发明人现在已经发现，这些特性可以通过使已由衍生自可再生糖源山梨糖醇的单体形成的聚合物交联来实现。确切地说，已发现使用三官能连接物由如异山梨醇和其异构体和衍生物的单体物质制造交联光学共聚物产生具有大于1.5的折射率和大于45的阿贝值的高强度材料。这些新颖生物塑料与用于产生透镜毛坯和成品透镜的现有工艺、技术和设备高度兼容。
不受特定理论限制，相信眼用聚合物的机械特性可与聚合物的分子量相关，其中较高分子量聚合物具有改进的拉伸强度、抗撕裂性和硬度。由于这些增强的机械特性，较高分子量聚合物可更易于经受下游工业透镜制造操作，例如注射模制、压缩模制或处方加工(prescription processing)。相比之下，较低分子量聚合物可具有更线性和缠结较少的构型，且可产生脆性更大且易于碎裂的透镜。所提供的交联共聚物一般具有高分子量，这允许共聚物伴随常规透镜制造模制工艺使用，同时保持所交联的基于山梨糖醇的聚合物的极佳光学特性。
II.共聚物
在一个方面，提供许多交联光学共聚物。交联光学共聚物可包含衍生自山梨糖醇的单体和三官能连接物。如本文所用，术语“聚合物”是指由彼此共价连接的多个重复结构单元(单体单元)构成的有机物质。如本文所用，术语“共聚物”是指衍生自两种或更多种单体物质的聚合物，相对于仅使用一种单体的均聚物。举例来说，给定单体物质A和B，交替共聚物可具有-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-形式。作为一个替代性实例，给定单体物质A和B，无规共聚物可具有-A-A-B-A-B-B-A-B-A-A-A-B-B-B-B-A-形式。作为另一实例，给定单体物质A和B，嵌段共聚物可具有-(A-A-A)-(B-B-B)-(A-A-A)-(B-B-B)-(A-A-A)-形式。如本文所用，术语“交联”是指具有彼此互连的两个或更多个聚合物链，以使得两个或更多个聚合物链变成单个大分子的状态。如本文所用，术语“连接物”是指与一个化合物上的一个反应性官能团和至少一个其它化合物上的至少一个其它反应性官能团反应，由此使两个或更多个化合物彼此连接的多官能化合物。连接物可以是例如双官能或三官能的。
如本文所用，术语“光学聚合物”和“光学共聚物”是指具有使材料表征为适合用于光学应用或用作光学组件的特性的聚合物或共聚物材料。可包含光学聚合物或共聚物的光学元件的实例包含透镜、窗、漫射器、滤光器、偏光器、棱镜、光束分离器和光纤。所需光学特性随着特定光学应用而变化，且可包含例如高透光率、高折射率、高阿贝值、低黄色指数和高硬度。
光学材料或介质的折射率为描述光穿过材料的传播的无因次数。材料的折射率被定义为真空中的光速与材料内的光相速的比率。以此方式，材料的折射率确定当进入或离开材料时，光弯曲或折射的程度。当光从具有一个折射率的材料移动到具有不同折射率的材料时，光弯曲，其中弯曲量与两种材料的折射率之间的差有关。因此，通过用较薄透镜提供比使用具有较低折射率的材料时可能的量更大的量的光折射，较高折射率材料可尤其用作光学透镜。
交联光学共聚物的折射率值可以例如是1.5到1.75，例如1.5到1.65，1.525到1.675，1.55到1.7，1.575到1.725或1.6到1.75。就上限而言，共聚物折射率可小于1.75，例如小于1.725，小于1.7，小于1.675，小于1.65，小于1.625，小于1.6，小于1.575，小于1.55或小于1.525。就下限而言，共聚物折射率可大于1.5，例如大于1.525，大于1.55，大于1.575，大于1.6，大于1.625，大于1.65，大于1.675，大于1.7或大于1.725。
如果折射率随可见光区域中的波长而显著变化，那么光学材料或其形成的透镜可遭受色差。具有色差的透镜可产生缺乏清晰度的失真图像。材料的色差的一个量度是材料的阿贝数。阿贝数是指指示光的折射率与光的分散性的比率的光学介质的常数。换句话说，阿贝数是不同波长的光线在不同方向上折射的程度。对应于不同波长的光线在不同方向上折射的程度，光学介质的阿贝数越高，分散性越低。材料的阿贝值(VD)由以下方程定义：
其中nD、nF和nC为在夫朗和斐(Fraunhofer)D-谱线、F-谱线和C-谱线的波长(分别为589.3nm、486.1nm和656.3nm)下的材料的折射率。
交联光学共聚物的阿贝值可例如为35到85，例如35到65，40到70，45到75，50到80或55到85。就上限而言，共聚物阿贝值可小于85，例如小于80、小于75、小于70、小于65、小于60、小于55、小于50、小于45或小于40。就下限而言，共聚物阿贝值可大于35，例如大于40，大于45，大于50，大于55，大于60，大于65，大于70，大于75或大于80。
交联光学共聚物的山梨糖醇衍生的单体可以是异山梨醇或其衍生物或立体异构体。
异山梨醇为山梨糖醇的双环二醇衍生物。异山梨醇的化学结构展示于下文中。
异山梨醇的立体异构体包含双脱水艾杜糖醇(isoidide)和双脱水甘露糖醇(isomannide)。这两种异构体在关于双环五元环的OH键的空间布置方面不同于异山梨醇。共聚物的每一重复单元可具有异山梨醇的不同立体异构体。在一些实施例中，异山梨醇为包含于交联光学共聚物中的唯一山梨糖醇衍生的单体。在一些实施例中，双脱水艾杜糖醇为包含于交联光学共聚物中的唯一山梨糖醇衍生的单体。在一些实施例中，双脱水甘露糖醇为包含于交联光学共聚物中的唯一山梨糖醇衍生的单体。在一些实施例中，交联光学共聚物包含异山梨醇和双脱水艾杜糖醇。在一些实施例中，交联光学共聚物包含异山梨醇和双脱水甘露糖醇。在一些实施例中，交联光学共聚物包含双脱水艾杜糖醇和双脱水甘露糖醇。在一些实施例中，交联光学共聚物包含异山梨醇、双脱水艾杜糖醇和双脱水甘露糖醇。
交联光学共聚物中的山梨糖醇衍生的单体的摩尔分数可例如为40％到50％，例如40％到46％、41％到47％、42％到48％、43％到49％或44％到50％。就上限而言，山梨糖醇衍生的单体的摩尔分数可小于50％，例如小于49％、小于48％、小于47％、小于46％、小于45％、小于44％、小于43％、小于42％或小于41％。就下限而言，山梨糖醇衍生的单体的摩尔分数可大于40％，例如大于41％、大于42％、大于43％、大于44％、大于45％、大于46％、大于47％、大于48％或大于49％。还涵盖较低摩尔分数，例如小于40％的摩尔分数，和较高摩尔分数，例如大于50％的摩尔分数。
交联光学共聚物的交联物可以是例如具有反应性端基的三官能、四官能或多官能连接分子。三官能连接物可以是例如三醇、三胺、三异氰酸酯、三羧酸、三环氧化物或三硫羧酸。在一些实施例中，交联光学共聚物包含恰好一种三官能连接物物质。在一些实施例中，交联光学共聚物包含恰好两种三官能连接物物质。在一些实施例中，交联光学共聚物包含三种或更多种三官能连接物物质。三官能连接物可以是具有不同末端官能团的三官能化合物。举例来说，三官能连接物的末端官能团可以包含三个或更少的醇基团、三个或更少的胺基、三个或更少的异氰酸酯基团、三个或更少的异硫氰酸酯基团、三个或更少的羧酸基和三个或更少的硫羧酸基的任何组合以得到总共三个末端官能团。三官能连接物可以包含一或多种可以任选地未经取代或经取代的环状或芳香族组分。三官能连接物可以是不具有环状或芳香族组分的线性分子。线性三官能连接物的直链还可以是任选地未经取代或经取代的，并且可以具有2、3、4、5、6或大于6个碳原子的链长。三官能连接物可以包含一或多个二硫键。
在一些实施例中，选择交联光学共聚物的三官能连接物为三醇、三胺或三环氧化物。在一些实施例中，三官能连接物具有醇和环氧化物末端官能团的组合。在一些实施例中，三官能连接物具有醇和胺末端官能团的组合。在一些实施例中，三官能连接物具有胺和环氧化物末端官能团的组合。在一些实施例中，三官能连接物具有胺、醇和环氧化物末端官能团的组合。这些醇、胺和环氧化物基团可例如与存在于异山梨醇-氨基甲酸酯聚合物链上的过量异氰酸酯或异硫氰酸酯反应以形成具有较高分子量的交联共聚物。
交联光学共聚物的三官能连接物可以是三醇。三醇可以是例如丙三醇、丁三醇、戊三醇、己三醇、庚三醇、辛三醇、壬三醇、癸三醇、偏苯三酚、间苯三酚、连苯三酚、环己三醇和其经取代变体。在一些实施例中，三醇为二砜。在一些实施例中，二砜为2,2'-(2-羟基丙烷-1,3-二基二磺酰基)双(乙-1-醇)。
交联光学共聚物的机械特性可部分地取决于其形成中所用的三官能连接物的量。共聚物中三官能连接物的摩尔分数可例如为1％到20％，例如1％到12.4％、2.9％到14.3％、4.8％到16.2％、6.7％到18.1％或8.6％到20％。就上限而言，三官能连接物的摩尔分数可小于20％，例如小于18.1％、小于16.2％、小于14.3％、小于12.4％、小于10.5％、小于8.6％、小于6.7％、小于4.8％或小于2.9％。就下限而言，三官能连接物的摩尔分数可大于1％，例如大于2.9％、大于4.8％、大于6.7％、大于8.6％、大于10.5％、大于12.4％、大于14.3％、大于16.2％或大于18.1％。还涵盖较低摩尔分数(例如小于1％的摩尔分数)和较高摩尔分数(例如大于20％的摩尔分数)。
交联光学共聚物还可包含一或多种双官能连接物。在一些实施例中，交联光学共聚物包含恰好一种双官能连接物物质。在一些实施例中，交联光学共聚物包含恰好两种双官能连接物物质。在一些实施例中，交联光学共聚物包含三种或更多种双官能连接物物质。双官能连接物可包含例如一或多种二异氰酸酯、二异硫氰酸酯、二羧酸、二硫羧酸、二酯、二硫醇、环酐或碳酸酯。双官能连接物可以包含具有不同末端官能团的双官能化合物。举例来说，双官能连接物的末端官能团可以是异氰酸酯基团和硫异氰酸酯基团、异氰酸酯基团和羧酸基、异氰酸酯基团和硫羧酸基、异硫氰酸酯基团和羧酸基、异硫氰酸酯基团和硫羧酸基或羧酸基和硫羧酸基。双官能连接物可以包含一或多种可以任选地未经取代或经取代的环状或芳香族组分。双官能连接物可以是不具有环状或芳香族组分的线性分子。线性双官能连接物的线性链还可以是任选地未经取代或经取代的，并且可以具有2、3、4、5、6或大于6个碳原子的链长。双官能连接物可以包含一或多个二硫键。
交联光学共聚物的一或多种双官能连接物可包含一或多种二羧酸。二羧酸可例如包含3,3'-二硫烷二基二丙酸、2,2'-二硫烷二基二乙酸或4,4'-二硫烷二基二丁酸中的一或多种。一或多种双官能连接物可以包含一或多种二硫羧酸。二硫羧酸可例如包含硫琥珀酸(succinthioic acid)、3,3'-二硫烷二基二硫丙酸(3,3'-disulfanediyldipropanthioic acid)、2,2'-二硫烷二基二硫乙酸(2,2'-disulfanediyldiethanthioic acid)或4,4'-二硫烷二基二硫丁酸(4,4'-disulfanediyldibutanthioic acid)中的一或多种。一或多种双官能连接物可包含末端羧酸和末端硫羧酸，如4-((3-硫羧基丙基)二巯基)丁酸、3-((2-硫羧基乙基)二巯基)丙酸、2-((硫羧基甲基)二巯基)乙酸和4-羟基-4-硫酮基丁酸。
交联光学共聚物的一或多种双官能连接物可包含一或多种二异硫氰酸酯。二异硫氰酸酯是具有以下展示的通式结构的双官能氰酸酯连接物。
二异硫氰酸酯可例如包含以下中的一或多种：双(4-异硫氰酸酯基环己基)甲烷、1,6-二异硫氰酸酯基己烷、双(4-异硫氰酸酯基苯基)甲烷、5-异硫氰酸酯基-1-(异硫氰酸酯基甲基)-1,3,3-三甲基环己烷、1,4-二异硫氰酸酯基环己烷、1,4-二异硫氰酸酯基丁烷和1,3-双(异硫氰酸酯基甲基)环己烷。
交联光学共聚物的一或多种双官能连接物可包含一或多种二异氰酸酯。二异氰酸酯是具有以下展示的通式结构的双官能氰酸酯连接物。
二异氰酸酯可例如包含以下中的一或多种：双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷(H12MDI)、1,6-二异氰酸酯基己烷(HMDI)、双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷、5-异氰酸酯基-1-(异氰酸酯基甲基)-1,3,3-三甲基环己烷、1,4-二异氰酸酯基环己烷、1,4-二异氰酸酯基丁烷和1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包含H12MDI。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包含HMDI。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包含双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷。
在一些实施例中，交联光学共聚物的一或多种双官能连接物包含二异氰酸酯和二异硫氰酸酯。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包含两种或更多种二异硫氰酸酯。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包含两种或更多种二异氰酸酯。在一些实施例中，一或多种双官能连接物包含第一二异氰酸酯和第二二异氰酸酯。在一些实施例中，第一和第二二异氰酸酯为H12MDI和HMDI。在一些实施例中，第一和第二二异氰酸酯为H12MDI和双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷。在一些实施例中，第一和第二二异氰酸酯为HMDI和双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷。
交联光学共聚物中第一二异氰酸酯与第二二异氰酸酯的摩尔比可以例如为0.3到1.7，例如0.3到1.14、0.44到1.28、0.58到1.42、0.72到1.56或0.86到1.7。就上限而言，第一二异氰酸酯与第二二异氰酸酯的摩尔比可以小于1.7，例如小于1.56、小于1.42、小于1.28、小于1.14、小于1、小于0.86、小于0.72、小于0.58或小于0.44。就下限而言，第一二异氰酸酯与第二二异氰酸酯的摩尔比可以大于0.3，例如大于0.44、大于0.58、大于0.72、大于0.86、大于1、大于1.14、大于1.28、大于1.42或大于1.56。还涵盖较低摩尔比，例如小于0.3的摩尔比，和较高摩尔比，例如大于1.7的摩尔比。
交联光学共聚物中的一或多种双官能连接物的组合摩尔分数可例如为40％到60％，例如40％到52％、42％到54％、44％到56％、46％到58％或48％到60％。就上限而言，一或多种双官能连接物的组合摩尔分数可小于60％，例如小于58％、小于56％、小于54％、小于52％、小于50％、小于48％、小于46％、小于44％或小于42％。就下限而言，一或多种双官能连接物的组合摩尔分数可大于40％，例如大于42％、大于44％、大于46％、大于48％、大于50％、大于52％、大于54％、大于56％或大于58％。还涵盖较低摩尔分数，例如小于40％的摩尔分数，和较高摩尔分数，例如大于60％的摩尔分数。
交联光学共聚物的数均分子量可例如为2000到50,000，例如2000到30,800、6800到35,600、11,600到40,400、16,400到45,200或21,200到50,000。就上限而言，共聚物数均分子量可小于50,000，例如小于45,200、小于40,400、小于35,600、小于30,800、小于26,000、小于21,200、小于16,400、小于11,600或小于6800。就下限而言，共聚物数均分子量可大于2000，例如大于6800、大于11,600、大于16,400、大于21,200、大于26,000、大于30,800、大于35,600、大于40,400或大于45,200。还涵盖较低分子量，例如小于2000的分子量，和较高分子量，例如大于50,000的分子量。
交联光学共聚物的重均分子量可例如为4000到75,000，例如4000到46,600，11,100到53,700，18,200到60,800，25,300到67,900或32,400到75,000。就上限而言，共聚物重均分子量可小于75,000，例如小于67,900，小于60,800，小于53,700，小于46,600，小于39,500，小于32,400，小于25,300，小于18,200或小于11,100。就下限而言，共聚物重均分子量可大于4000，例如大于11,100、大于18,200、大于25,300、大于32,400、大于39,500、大于46,600、大于53,700、大于60,800或大于67,900。还涵盖较低分子量，例如小于4000的分子量，和较高分子量，例如大于75,000的分子量。
交联光学共聚物的多分散指数可例如为1.2到2.7，例如1.2到2.1，1.35到2.25，1.5到2.4，1.65到2.55或1.8到2.7。就上限而言，共聚物多分散指数可小于2.7，例如小于2.55、小于2.4、小于2.25、小于2.1、小于1.95、小于1.8、小于1.65、小于1.5或小于1.35。就下限而言，共聚物多分散指数可大于1.2，例如大于1.35，大于1.5，大于1.65，大于1.8，大于1.95，大于2.1，大于2.25，大于2.4或大于2.55。还涵盖较低多分散指数值，例如小于1.2的多分散指数值，和较高多分散指数值，例如大于2.7的多分散指数值。
III.方法
在另一方面，提供了许多制备交联光学共聚物的方法。所述方法可包含将衍生自山梨糖醇的单体与一或多种双官能连接物组合以形成第一反应混合物。山梨糖醇衍生的单体可以是上文所描述的单体中的任一种。一或多种双官能连接物可各自独立地为上文所描述的双官能连接物中的任一种。
第一反应混合物还可包含金属催化剂。适用于所述方法的金属催化剂的非限制性实例包含氧化二丁锡、二月桂酸二丁锡、氢氧化锂或其水合物和其组合。在一些实施例中，金属催化剂为有机锡化合物。有机锡化合物可以是例如三丁锡、三甲锡、三苯锡、四丁锡、三环己锡、三辛锡、三丙锡、二丁锡、二辛锡、二甲锡、单丁锡或单辛锡。在一些实施例中，所述有机锡为二丁锡。有机锡化合物可以是例如二月桂酸二丁锡、二乙酸二丁锡或二羧酸二丁锡。
第一反应混合物中的基于山梨糖醇的单体与金属催化剂的摩尔比可例如为80到90，例如80到86、81到87、82到88、83到89或84到90。就上限而言，基于山梨糖醇的单体与金属催化剂的摩尔比可小于90，例如小于89、小于88、小于87、小于86、小于85、小于84、小于83、小于82或小于81。就下限而言，基于山梨糖醇的单体与金属催化剂的摩尔比可大于80，例如大于81、大于82、大于83、大于84、大于85、大于86、大于87、大于88或大于89。还涵盖较低摩尔比，例如小于80的摩尔比，和较高摩尔比，例如大于90的摩尔比。
所述方法可进一步包含使第一反应混合物在适合于形成由单体和一或多种双官能连接物构成的聚合物的条件下反应。第一反应混合物的条件可例如包含60℃到90℃，例如60℃到78℃、63℃到81℃、66℃到84℃、69℃到87℃或72℃到90℃的温度。就上限而言，第一反应混合物反应温度可小于90℃，例如小于87℃、小于84℃、小于81℃、小于78℃、小于75℃、小于72℃、小于69℃、小于66℃或小于63℃。就下限而言，第一反应混合物反应温度可大于60℃，例如大于63℃、大于66℃、大于69℃、大于72℃、大于75℃、大于78℃、大于81℃、大于84℃或大于87℃。还涵盖较低反应温度，例如小于60℃的温度，和较高反应温度，例如大于90℃的温度。
所述方法可以进一步包含将聚合物与三官能连接物组合以形成第二反应混合物。三官能连接物可以是上文所描述的三官能连接物中的任一种。在一些实施例中，第二反应混合物的三官能连接物为三醇。在一些实施例中，第二反应混合物的三官能连接物为丙三醇。在一些实施例中，第二反应混合物的三官能连接物为二砜。在一些实施例中，第二反应混合物的三官能连接物为2,2'-(2-羟基丙烷-1,3-二基二磺酰基)双(乙-1-醇)。
所述方法可进一步包含使第二反应混合物在适合于形成交联聚合物的条件下反应。第二反应混合物的条件可例如包含60℃到90℃，例如60℃到78℃、63℃到81℃、66℃到84℃、69℃到87℃或72℃到90℃的温度。就上限而言，第二反应混合物反应温度可小于90℃，例如小于87℃、小于84℃、小于81℃、小于78℃、小于75℃、小于72℃、小于69℃、小于66℃或小于63℃。就下限而言，第二反应混合物反应温度可大于60℃，例如大于63℃、大于66℃、大于69℃、大于72℃、大于75℃、大于78℃、大于81℃、大于84℃或大于87℃。还涵盖较低反应温度，例如小于60℃的温度，和较高反应温度，例如大于90℃的温度。
交联光学共聚物的机械特性可部分地取决于将三官能连接物添加到聚合物的其它组分中的时间。举例来说，如果三官能连接物在共聚物制备方法中相对早期(此时已形成小寡聚物(例如具有10个或更少重复单元的寡聚物))添加，那么取决于单体重复单元的柔性或硬度，最终交联聚合物可较软或较硬。如果三官能连接物在共聚物制备方法中更晚(此时已形成更大寡聚物(例如，具有大约25个重复单元的寡聚物))添加，那么最终交联聚合物可具有更小的硬度和坚硬度。如果三官能连接物在共聚物制备方法中进一步更晚(此时已形成甚至更大寡聚物(例如具有50个或更多个重复单元的寡聚物))添加，那么最终交联聚合物可具有进一步减小的硬度和坚硬度。
所述方法可以进一步包含将交联光学共聚物与第二反应混合物分离。适合用于所述方法的分离技术的非限制性实例包含色谱、结晶、沉淀、过滤、蒸发和其组合。在一些实施例中，所述方法包含通过将第二反应混合物添加到有机溶剂中来使交联光学共聚物沉淀。在一些实施例中，用于使交联光学共聚物沉淀的有机溶剂为甲醇。在一些实施例中，聚合物在添加到第二反应混合物中之前自第一反应混合物分离。在一些实施例中，在形成第二反应混合物之前，聚合物不自第一反应混合物分离。
所述方法可以进一步包含使用所属领域中的任何已知手段模制或成型交联光学共聚物。举例来说，可将交联光学聚合物涂布到晶片上以形成膜。涂布操作可包含旋涂、棒涂或所属领域中的任何其它已知技术。
所形成的交联光学共聚物的折射率值可例如为1.5到1.75，例如1.5到1.65，1.525到1.675，1.55到1.7，1.575到1.725或1.6到1.75。就上限而言，共聚物折射率可小于1.75，例如小于1.725，小于1.7，小于1.675，小于1.65，小于1.625，小于1.6，小于1.575，小于1.55或小于1.525。就下限而言，共聚物折射率可大于1.5，例如大于1.525，大于1.55，大于1.575，大于1.6，大于1.625，大于1.65，大于1.675，大于1.7或大于1.725。
所形成的交联光学共聚物的阿贝值可例如为35到85，例如35到65，40到70，45到75，50到80或55到85。就上限而言，共聚物阿贝值可小于85，例如小于80、小于75、小于70、小于65、小于60、小于55、小于50、小于45或小于40。就下限而言，共聚物阿贝值可大于35，例如大于40，大于45，大于50，大于55，大于60，大于65，大于70，大于75或大于80。
IV.光学元件(矫正透镜)
在一个方面，提供经配置为矫正透镜的光学元件。经配置为矫正透镜的光学元件可包含交联光学共聚物。交联光学共聚物可以是上文所描述的共聚物中的任一种。在一些实施例中，矫正透镜经配置以用于眼镜中。可使用所提供的交联光学共聚物产生的其它透镜包含用于显微镜、望远镜、双目镜或相机的组件。所提供的矫正透镜还可包含隐形眼镜。
本文所描述的聚合物还可用于制造其它塑料产品。在一些实施例中，聚合物可用作光导、光纤、粘合剂、膜或薄片中的组件。在一些实施例中，本发明的聚合物可适用于制造太阳镜、放大镜、用于太阳能电池的聚光器、棱镜、窗、漫射器、滤光器、偏光器、光束分离器或光罩。
V.实例
提供由异山梨醇、H12MDI、HMDI和丙三醇合成交联光学共聚物的以下非限制性实例，以及对模制透镜中的一些的抗冲击性测试的结果。
实例1.
向3颈烧瓶中馈入干燥(由甲醇再结晶)异山梨醇(0.006843摩尔)和5mL无水二甲基乙酰胺(DMA)，并且在75℃下搅拌所得混合物以溶解异山梨醇。在室温搅拌下，历经10分钟向溶液中逐滴添加溶解于5mL DMA中的双(4-异氰酸基环己基)甲烷(H12MDI，0.00515摩尔)与1,6-二异氰酸基己烷(HMDI，0.00515摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(0.05g，8×10-9摩尔)，并且用氩气吹扫整个反应混合物15分钟，随后在75℃下搅拌。反应物在12小时内变成凝胶样并且变得粘稠。将凝胶倾入DMA中并且使其溶胀过夜。将溶胀的凝胶倾入甲醇中。所沉淀的聚合物用甲醇洗涤若干次且在80℃下在真空下干燥，以80％产率产生白色聚合物。经测量聚合物的折射率值为1.518，并且经测量聚合物的阿贝值为52.4。
实例2.
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入干燥(由甲醇再结晶)异山梨醇(0.00684摩尔)和5mL无水DMA，并且在70℃下搅拌所得混合物以溶解异山梨醇。向溶液中逐滴添加溶解于5mL DMA中的H12MDI(0.00678摩尔)与HMDI(0.000892摩尔)的混合物并且在室温下搅拌。然后添加二月桂酸二丁锡(0.05g，8×10-9摩尔)，并且用氩气吹扫整个反应混合物15分钟，随后在75℃下搅拌。在24小时之后，将粘稠溶液冷却到室温，并且倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。将溶液通过0.2μm PTFE膜过滤器过滤到搅拌中的甲醇中以沉淀出纯化的聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得聚合物以得到75％产率。经测量聚合物的折射率值为1.522，并且经测量聚合物的阿贝值为49.4。
实例3.
向3颈烧瓶中馈入干燥(由甲醇再结晶)异山梨醇(0.0205摩尔)和9mL干燥二甲基乙酰胺(DMA)，并且在70℃下搅拌所得混合物以溶解异山梨醇。在室温搅拌下，历经10分钟向溶液中逐滴添加溶解于9mL DMA中的双(4-异氰酸基环己基)甲烷(H12MDI，0.0115摩尔)与1,6-二异氰酸基己烷(HMDI，0.0115摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(0.15g，0.00024摩尔)，并且用氩气吹扫整个反应混合物15分钟，随后在75℃下搅拌。溶液在30分钟内变得高度粘稠。添加额外10mL DMA并且在75℃下继续搅拌5小时。接着向溶液中逐滴添加于5mL DMA中的丙三醇(0.00238摩尔)，接着在75℃下再搅拌所述溶液20小时。在真空下蒸馏出DMA之后产生高度粘稠溶液。将粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于DMA中，并且通过0.2μm聚四氟乙烯(PTFE)膜过滤器过滤到搅拌中的甲醇中以沉淀出纯化的聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得聚合物以得到75％产率。发现聚合物具有15,183的数均分子量、28,382的重均分子量和1.87的多分散指数值。经测量聚合物的折射率值为1.513，并且经测量聚合物的阿贝值为52.4。
实例4
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入干燥(由甲醇再结晶)异山梨醇(0.0684摩尔)和50mL无水DMA，并且在70℃下搅拌所得混合物以溶解异山梨醇。向溶液中逐滴添加溶解于20mL DMA中的H12MDI(0.0384摩尔)与HMDI(0.0384摩尔)的混合物并且在室温下搅拌。然后添加二月桂酸二丁锡(0.50g，0.00079摩尔)，并且用氩气吹扫整个反应混合物15分钟，随后在75℃下搅拌。5小时后，将于15mL DMA中的丙三醇(0.00793摩尔)逐滴添加到粘稠溶液中，接着在75℃下再搅拌所述溶液20小时。在真空下蒸馏出DMA之后产生高度粘稠溶液。将粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于DMA中，并且通过0.2μm PTFE膜过滤器过滤到搅拌中的甲醇中以沉淀出纯化的聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得聚合物以得到75％产率。发现聚合物具有22,209的数均分子量、33,411的重均分子量和1.50的多分散指数值。
实例5
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入干燥(由甲醇再结晶)异山梨醇(0.0205摩尔)和9mL无水DMA，并且在70℃下搅拌所得混合物以溶解异山梨醇。向溶液中逐滴添加溶解于9mL DMA中的H12MDI(0.0092摩尔)与HMDI(0.0138摩尔)的混合物并且在室温下搅拌。然后添加二月桂酸二丁锡(0.15g，0.00024摩尔)，并且用氩气吹扫整个反应混合物15分钟，随后在75℃下搅拌。溶液在30分钟内变得高度粘稠。添加额外10mL DMA并且在75℃下继续搅拌5小时。接着向粘稠溶液中逐滴添加于5mL DMA中的丙三醇(0.00238摩尔)，接着在75℃下再搅拌所述溶液20小时。在真空下蒸馏出DMA之后产生高度粘稠溶液。将粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于DMA中，并且通过0.2μm PTFE膜过滤器过滤到搅拌中的甲醇中以沉淀出纯化的聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得聚合物以得到75％产率。发现聚合物具有14,083的数均分子量、23,858的重均分子量和1.70的多分散指数值。
实例6
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入干燥(由甲醇再结晶)异山梨醇(0.0684摩尔)和50mL无水DMA，并且在70℃下搅拌所得混合物以溶解异山梨醇。向溶液中逐滴添加溶解于20mL DMA中的H12MDI(0.0307摩尔)与HMDI(0.0460摩尔)的混合物并且在室温下搅拌。添加二月桂酸二丁锡(0.50g，0.00079摩尔)，并且用氩气吹扫整个反应混合物15分钟，随后在75℃下搅拌。溶液在3小时内变得高度粘稠。添加额外18mL DMA并且在75℃下继续再搅拌2小时。接着向溶液中逐滴添加于15mL DMA中的丙三醇(0.00793摩尔)，接着在75℃下再搅拌所述溶液20小时。在真空下蒸馏出DMA之后产生高度粘稠溶液。将粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于DMA中，并且通过0.2μm PTFE膜过滤器过滤到搅拌中的甲醇中以沉淀出纯化的聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得聚合物以得到75％产率。
实例7
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入干燥(由甲醇再结晶)异山梨醇(0.0205摩尔)和9mL无水DMA，并且在70℃下搅拌所得混合物以溶解异山梨醇。在室温下搅拌下，向溶液中逐滴添加溶解于9mL DMA中的H12MDI(0.0092摩尔)与HMDI(0.0138摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(0.15g，0.00024摩尔)，并且用氩气吹扫整个反应混合物15分钟，随后在75℃下搅拌。溶液在30分钟内变得高度粘稠。添加额外10mL DMA并且在75℃下继续搅拌5小时。接着向溶液中逐滴添加于5mL DMA中的丙三醇(0.00435摩尔)，接着在75℃下再搅拌所述溶液20小时。将粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于DMA中，并且通过0.2μm PTFE膜过滤器过滤到搅拌中的甲醇中以沉淀出纯化的聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得聚合物以得到75％产率。发现聚合物具有12,958的数均分子量、23,047的重均分子量和1.78的多分散指数值。
实例8
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入异山梨醇(0.1368摩尔)并且在75℃下伴随氩气鼓泡加热1小时，随后添加60mL DMA。在室温下搅拌下，向溶液中逐滴添加溶解于60mLDMA中的H12MDI(0.0817摩尔)与HMDI(0.0817摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(1.00g，0.00158摩尔)，并且用氩气对整个反应混合物进行鼓泡15分钟，随后在75℃下搅拌。在15分钟后，将额外120mL DMA添加到粘稠溶液中，接着逐滴添加于30mL DMA中的丙三醇(0.0234摩尔)。反应混合物在一小时内变得高度粘稠。将凝胶样粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于大约500mL DMA中，并且从甲醇中沉淀出聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得白色聚合物，以98％产率产生。
实例9
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入异山梨醇(0.1368摩尔)并且在75℃下伴随氩气鼓泡加热1小时，随后添加60mL DMA。在室温下搅拌下，向溶液中逐滴添加溶解于60mLDMA中的H12MDI(0.0817摩尔)与HMDI(0.0817摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(1.00g，0.00158摩尔)，并且用氩气对整个反应混合物进行鼓泡15分钟，随后在75℃下搅拌。在30分钟后，将额外120mL DMA添加到粘稠溶液中，接着逐滴添加于30mL DMA中的丙三醇(0.0234摩尔)。反应混合物变得粘稠，且接着在75℃下搅拌20小时。将粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于大约500mLDMA中，并且从甲醇中沉淀出聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得白色聚合物，以95％产率产生。
实例10
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入异山梨醇(0.1368摩尔)并且在75℃下伴随氩气鼓泡加热1小时，随后添加60mL DMA。在室温下搅拌下，向溶液中逐滴添加溶解于60mLDMA中的H12MDI(0.0817摩尔)与HMDI(0.0817摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(1.00g，0.00158摩尔)，并且用氩气对整个反应混合物进行鼓泡15分钟，随后在75℃下搅拌。在1小时后，将额外120mL DMA添加到粘稠溶液中，接着逐滴添加于30mL DMA中的丙三醇(0.0234摩尔)。在2小时之后将高度粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于大约500mL DMA中，并且从甲醇中沉淀出聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得白色聚合物以得到98％产率。由此聚合物制成的透镜已通过FDA批准的落球测试(drop-ball test)。
实例11
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入异山梨醇(0.1368摩尔)并且在75℃下伴随氩气鼓泡加热1小时，随后添加60mL DMA。在室温下搅拌下，向溶液中逐滴添加溶解于60mLDMA中的H12MDI(0.0817摩尔)与HMDI(0.0817摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(1.00g，0.00158摩尔)，并且用氩气对整个反应混合物进行鼓泡15分钟，随后在75℃下搅拌。在3小时后，将额外120mL DMA添加到粘稠溶液中，接着逐滴添加于30mL DMA中的丙三醇(0.0234摩尔)。反应混合物变得高度粘稠且在额外3小时之后倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于大约500mL DMA中，并且从甲醇中沉淀出聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得白色聚合物以得到95％产率。
实例12
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入异山梨醇(0.1368摩尔)并且在75℃下伴随氩气鼓泡加热1小时，随后添加60mL DMA。在室温下搅拌下，向溶液中逐滴添加溶解于60mLDMA中的H12MDI(0.0654摩尔)与HMDI(0.09804摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(1.00g，0.00158摩尔)，并且用氩气对整个反应混合物进行鼓泡15分钟，随后在75℃下搅拌。在15分钟后，将额外120mL DMA添加到粘稠溶液中，接着逐滴添加于30mL DMA中的丙三醇(0.0234摩尔)。反应混合物在一小时内变得高度粘稠。将凝胶样粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于大约500mL DMA中，并且从甲醇中沉淀出聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得白色聚合物以得到98％产率。
实例13
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入异山梨醇(0.1368摩尔)并且在75℃下伴随氩气鼓泡加热1小时，随后添加60mL DMA。在室温下搅拌下，向溶液中逐滴添加溶解于60mLDMA中的H12MDI(0.0654摩尔)与HMDI(0.09804摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(1.00g，0.00158摩尔)，并且用氩气对整个反应混合物进行鼓泡15分钟，随后在75℃下搅拌。在30分钟后，将额外120mL DMA添加到粘稠溶液中，接着逐滴添加于30mL DMA中的丙三醇(0.0234摩尔)。反应混合物变得粘稠，且接着在75℃下再搅拌20小时。将粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于大约500mL DMA中，并且从甲醇中沉淀出聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得白色聚合物以得到95％产率。
实例14
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入异山梨醇(0.1368摩尔)并且在75℃下伴随氩气鼓泡加热1小时，随后添加60mL DMA。在室温下搅拌下，向溶液中逐滴添加溶解于60mLDMA中的H12MDI(0.0654摩尔)与HMDI(0.09804摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(1.00g，0.00158摩尔)，并且用氩气对整个反应混合物进行鼓泡15分钟，随后在75℃下搅拌。在1小时后，将额外120mL DMA添加到粘稠溶液中，接着逐滴添加于30mL DMA中的丙三醇(0.0234摩尔)。在2小时之后将高度粘稠溶液倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于大约500mL DMA中，并且从甲醇中沉淀出聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得白色聚合物以得到98％产率。由此聚合物制成的透镜已通过FDA批准的落球测试。
实例15
向配备有机械搅拌器的3颈烧瓶中馈入异山梨醇(0.1368摩尔)并且在75℃下伴随氩气鼓泡加热1小时，随后添加60mL DMA。在室温下搅拌下，向溶液中逐滴添加溶解于60mLDMA中的H12MDI(0.0654摩尔)与HMDI(0.09804摩尔)的混合物。然后添加二月桂酸二丁锡(1.00g，0.00158摩尔)，并且用氩气对整个反应混合物进行鼓泡15分钟，随后在75℃下搅拌。在3小时后，将额外120mL DMA添加到粘稠溶液中，接着逐滴添加于30mL DMA中的丙三醇(0.0234摩尔)。反应混合物变得高度粘稠且在额外5小时之后倾入甲醇中以形成纤维样白色聚合物。过滤溶液并且干燥聚合物。将粗聚合物再次溶解于大约500mL DMA中，并且从甲醇中沉淀出聚合物。过滤甲醇溶液并且在80℃下在真空下干燥所得白色聚合物以得到90％产率。
实例16.抗冲击性测试(落球)
在通过压缩模制由这些聚合物中的一些制备的透镜上进行FDA要求的落球测试以检查透镜的抗冲击性。根据ANSI Z87.1标准方法，使重量大约0.56盎司的5/8英寸钢球从50英寸的高度掉落在搁置在中空氯丁橡胶衬垫上的透镜的水平顶表面上。在撞击透镜的几何中心之后未观测到可见开裂或微小断裂。
VI.实施例
涵盖以下实施例。涵盖特征和实施例的所有组合。
实施例1：一种交联光学共聚物，其包括：衍生自山梨糖醇的单体；以及三官能连接物；其中交联光学共聚物的折射率值大于1.5并且阿贝值大于45。
实施例2：根据实施例1所述的实施例，其中单体为异山梨醇或其衍生物或立体异构体。
实施例3：根据实施例1或2所述的实施例，其中交联光学聚合物中的单体的摩尔分数为40％到50％。
实施例4：根据实施例1到3所述的实施例中任一个的实施例，其中三官能连接物为三醇。
实施例5：根据实施例4所述的实施例，其中三醇为丙三醇。
实施例6：根据实施例4所述的实施例，其中三醇为二砜。
实施例7：根据实施例6所述的实施例，其中二砜为2,2'-(2-羟基丙烷-1,3-二基二磺酰基)双(乙-1-醇)。
实施例8：根据实施例1到7所述的实施例中任一个的实施例，其中交联光学共聚物中的三官能连接物的摩尔分数为1％到20％。
实施例9：根据实施例1到8所述的实施例中任一个的实施例，其进一步包括：一或多种双官能连接物。
实施例10：根据实施例9所述的实施例，其中一或多种双官能连接物选自由二异氰酸酯和二异硫氰酸酯组成的群组。
实施例11：根据实施例10所述的实施例，其中二异氰酸酯选自由以下组成的群组：双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷(H12MDI)、1,6-二异氰酸酯基己烷(HMDI)、双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷、5-异氰酸酯基-l-(异氰酸酯基甲基)-1,3,3-三甲基环己烷、1,4-二异氰酸酯基环己烷、1,4-二异氰酸酯基丁烷和1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷。
实施例12：根据实施例10或11所述的实施例，其中二异硫氰酸酯选自由以下组成的群组：双(4-异硫氰酸酯基环己基)甲烷、1,6-二异硫氰酸酯基己烷、双(4-异硫氰酸酯基苯基)甲烷、5-异硫氰酸酯基-1-(异硫氰酸酯基甲基)-1,3,3-三甲基环己烷、1,4-二异硫氰酸酯基环己烷、1,4-二异硫氰酸酯基丁烷和1,3-双(异硫氰酸酯基甲基)环己烷。
实施例13：根据实施例9所述的实施例，其中一或多种双官能连接物包括H12MDI。
实施例14：根据实施例9所述的实施例，其中一或多种双官能连接物包括HMDI。
实施例15：根据实施例9所述的实施例，其中一或多种双官能连接物包括双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷。
实施例16：根据实施例9所述的实施例，其中一或多种双官能连接物包括第一二异氰酸酯和第二二异氰酸酯，并且其中交联光学共聚物中的第一二异氰酸酯与第二二异氰酸酯的摩尔比是0.3到1.7。
实施例17：根据实施例16所述的实施例，其中第一二异氰酸酯为H12MDI且第二二异氰酸酯为HMDI。
实施例18：根据实施例9到17所述的实施例中任一个的实施例，其中交联光学共聚物中的一或多种双官能连接物的摩尔分数为40％到60％。
实施例19：根据实施例1到18所述的实施例中任一个的实施例，其具有2000到50,000的数均分子量。
实施例20：根据实施例1到19所述的实施例中任一个的实施例，其具有4000到75,000的重均分子量。
实施例21：根据实施例1到20所述的实施例中任一个的实施例，其具有1.2到2.7的多分散指数。
实施例22：一种光学元件，其包括根据实施例1到21所述的实施例中任一个的实施例的交联光学共聚物。
实施例23：根据实施例22所述的实施例，其经配置以用于眼镜中。
实施例24：一种用于制备交联光学共聚物的方法，所述方法包括：(a)将衍生自山梨糖醇的单体与一或多种双官能连接物组合以形成第一反应混合物；(b)使第一反应混合物在适合于形成由单体和一或多种双官能连接物构成的聚合物的条件下反应；(c)将聚合物与三官能连接物组合以形成第二反应混合物；以及(d)使第二反应混合物在适合于形成交联光学聚合物的条件下反应，其中交联光学聚合物具有大于1.5的折射率值和大于45的阿贝值。
实施例25：根据实施例24所述的实施例，其中第一反应混合物包括金属催化剂。
实施例26：根据实施例25所述的实施例，其中金属催化剂为有机锡化合物。
实施例27：根据实施例25或26所述的实施例，其中第一反应混合物中的单体与金属催化剂的摩尔比是80到90。
尽管已出于清楚理解的目的借助于说明和实例在一些细节上描述了前述揭示内容，但所属领域的技术人员将理解，可在所附权利要求书的范围内实践某些变化和修改。此外，本文所提供的每一参考文献出于所有目的以全文引用的方式并入，其程度如同每一参考文献个别地以引用的方式并入一般。
