1-4-1 含硫環氧樹脂
1-4-1-1 含硫環氧樹脂
雙官能基脂肪族環氧樹脂的耐熱性較差，Haruichi(14)等合成了三 官能基含硫環氧樹脂，用三乙胺固化後得到折射率 1.63，阿貝數為 39 的高折射率低色散的光學樹脂。
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除了在環氧樹脂中引入硫元素來提高樹脂的折射率之外，採用多 元硫醇化合物硬化環氧樹脂亦可得到高折射率的光學樹脂。金村方信
(15)等以(HSCH2CH2SCH2)4C和三乙胺混合硬化四溴雙酚-A二縮水甘
油醚得到折射率1.66，阿貝數為 33 的光學樹脂。
1-4-1-2 環硫型光學樹脂
環硫型光學樹脂是日本新近研發用於光學材料型的高折射率光 學樹脂，亦是最近幾年研究較為熱門的一類光學樹脂。它是目前最具 實用價值的光學樹脂中折射率最高的，其中 HOYA 公司研發的脂肪 族環硫類光學樹脂即將工業化。日本專利（81 360，1991）提出了透 過將脂肪族環氧、芳香族環氧和氨基環氧化合物轉化為帶環硫基的化
合物來製備高折射率樹脂鏡片材料，由於這類環硫單體含硫量都較 高，甚至達50%以上，因而使折射率突破了 1.70。
雖然環硫化合物具有較高的折射率，但其本身卻不穩定。環硫化 合物的三圓環結構張力較大，聚合能力很強，可進行陽離子、陰離子 和配位聚合，鹼金屬氫氧化物、硫醇及胺等都能引發其聚合(16)。因此，
若所合成的環硫化合物中，含有這些物質或者環硫化合物的PH值過 高或過低，都將引發聚合，使環硫化合物不易儲存，即為這類研究較 少的原因之一。
工業化的環硫單體BES，因為該單體為脂肪族化合物，含硫量高 達54%，所以在三正丁胺的催化下聚合，得到樹脂的折射率達 1.71，
而阿貝數為35(17)。
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Akikazu 等還合成了一系列含硫雜環的環硫化合物，可以預見這 類樹脂的耐熱性優於直鏈型環硫化合物聚合所得的樹脂。在三級胺的 催化下，硬化後的樹脂折射率為 1.70，阿貝數為 36，且具有較好的 耐熱性。
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1-4-2 其他商業上以硫原子提高高分子折射率
MITSUI CHEM INC公司，1989 年(18)，將epoxy與episulphide進行 反應生成polysulfide樹脂，折射率達 1.66 以上，並具有光學穩定性。
在2000 年(19)，將帶有episulfide加入原有的透明性epoxy中，具有-NCO 和-NCS的結構，使得原有epoxy的折射率、Abbe值與耐衝擊性增加，
以便應用於透鏡或光學元件中。2001 年(20)，將具有-S-CH2-CH=CH2的 硫化epoxy（如allyl(2,3-epithiopropyl)）加入到原有透明性epoxy中，
在透明度不下滑的情況下，提高原有材料的折射率。
NIPPON KAYAKU公司，1993 年(21)，加入折射率為1.621 的epoxy oligomer至原本的epoxy樹脂中，一方面增加樹脂系統折射率，另一方 面可增加耐熱性、降低吸水性。
1-4-3 使用複合材料方式
將有機相與具有高折射率的無機摻和，形成一能保有兩者特性的 複合材料。一般使用溶凝膠製程（sol-gel process）將無機相混入有機 的基材內，合成出的材料比起無機材料，質輕且折射率最高達 1.8。
下列舉些例子可供參考。
1991 年B. WANG，G. L. WILKES(22)等人使用溶凝膠製程（sol-gel process ）， 以 不 同 比 例 將 titanium tetraisopropoxide 摻 混 triethoxysilane-capped organic oligomers being ether poly(arylene ether
ketone)（PEK） or poly(arylene ether sulfone)（PSF），測得之refractive index 為 1.6-1.76 ， 下 圖 為 wt % of TiO2對refractive index 做 圖 。
Figure. 1-3 Refractive index of Ti-PSF and Ti-PEK systems with different titanium oxide content where it has been assumed that the
titanium tetraisopropoxide is converted to TiO2.
1995 年Davis, R. M. ；Nagpal, V. J.(23)等人，使用溶凝膠製程
（ sol-gel process ）， 將 titanium tetraethoxide （ TEOT ） 與 Hydroxypropylcellulose（HPC）摻混後，利用titanium oxide particles 可使純HPC之refractive index1.483 提升至 1.665。
除此之外，將無機鹽類、有機染料分子或膠體粒子導入有機的基 材內，這種方式亦可提高折射率。此種方式合成出的材料其折射率範 圍介於1.7-3.9。
1994 年Tasoula Kyprianidou-Leodidou，Ulrich W. Suter(24,25)等人，
將lead sulfide particles（PbS），iron sulfide particles（FeS）導入有機的 基材poly(ethyl lene oxide)PEO，其折射率範圍介於 1.7-3.9。
1-4-4 由高分子著手
合成主鏈或是側鏈中具有堅硬的硬桿狀結構的高分子。這些系統 的 分 子 結 構 中 通 常 具 有 高 度 共 軛 （highly conjugated ）、 芳 香 環
（aromatic-type）或溴、碘、硫等具有高 atomic refraction 的組成，折 射率最高能達2.0。
1985 年 H. G. Roger, R. A. Gaudiana( 26)等 人 ， 合 成 一 系 列 all-para-linked substituted-biphenylene and / or –stilbene repeat units具 有高度共軛的aromatic polyamides如Figure. 1-4，其材料折射率介於 1.57-2.07。
Figure. 1-4
1994 年Chen-Jen Yang and Samson A. Jenekhe(27)等人合成一系列
之高度共軛polyimides如Figure. 1-5，其材料之折射率介於 1.62-1.88。
Figure. 1-5
1995 年Michael A. Olshavsky and Harry R. Allcock(26,27)合成一系 列之polyphosphazense如Figure. 1-6，折射率介於 1.618-1.755。
Figure. 1-6
2001 年台大材料所林唯芳實驗室(6)，將環氧樹脂主鏈上導入硬桿
狀(rigid rod) 結 構 biphenol group 、 naphthalene group 和 azomethine linkage，與酸酐硬化後材料之折射率介於 1.570-1.617。
2004 年本實驗室將環氧樹脂主鏈導入高芳香環的結構，折射率 提高至 1.688(30)；另一則是環氧樹脂主鏈導入硫原子並以高芳香環的 硬化劑作為硬化，其折射率可達1.7328(31)。