在光學儀器生產中,將兩件或多件光學元件粘接組合起來,稱之為“膠接”,它是重要的工序之一。
光學儀器產品對性能要求較高。經檢驗發現膠接質量有問題時,就必須拆膠返修,拆膠的方法也因 選用的膠種不同而異。
1 拆膠方法 常用的光學膠粘劑一般分為熱塑性膠和熱固性膠2 種。當對使用熱塑性天然樹脂膠的膠接件進行 拆膠返修時須將膠接件放在電熱板上稍加熱,使其溫度超過該膠的軟化溫度即可將膠接件拆開;與天 然樹脂膠相比,合成樹脂膠具有較高的耐熱溫度和粘接強度,所以,膠接件在固化后拆膠就比較困難, 甚至在拆膠過程中損壞光學元件。因此,生產中要對初步凝膠的光學膠接件進行認真的檢驗,檢查合 格后再進行固化處理,盡可能避免固化后的光學膠接件出現疵病。這里僅討論幾種熱固性合成樹脂膠 的拆膠方法。
1. 1 甲醇膠膠接件的拆膠方法 將剛固化的光學膠接件及時放在電熱板上,待膠層顏色變黃后用外力推開,或浸泡在丙酮溶液中 存放較長時間后讓它自行脫開,這樣就不會損壞光學元件。光學元件如果存放時間太長拆膠就會比較 困難。
1. 2 光學環氧膠膠接件的拆膠方法 (1) 加熱拆膠 直接加熱拆膠,即將光學膠接件放在電熱板上,加熱至280～300 ℃用外力推開,加熱時要防止冷風吹或接觸冷的夾持器具,以避免光學元件炸裂;間接加熱拆膠,即將光學膠接件放在無 水甘油浴中,加熱至250～270 ℃后用外力推開,這種方法不至損壞光學元件表面,但必須注意防火安全。 (2) 溶劑浸泡拆膠 即將光學膠接件放在混合溶劑中浸泡,間接加熱至60～80 ℃,混合溶劑為:甲 醇5～10 mL 、甲酸90～100 mL 、苯酚20～25 mL 、二氯甲烷100～110 mL 、或者在混合溶劑中另加N2 甲基吡咯烷酮5 mL 、F68 聚醚0. 1 g ,但這種混合溶劑對化學穩定性差的光學玻璃元件有腐蝕作用,操 作時嚴防溶劑與手或其他部位皮膚接觸,以避免被溶劑灼。因此,也有用單一四氫呋喃溶劑或五合 液(二氧六環、二氯乙烯、醋酸乙酯、二甲苯、正丁醇按體積各占20 %配制) 浸泡,間接加熱至70 ℃,約 浸泡7～10 d。使用溶劑浸泡,操作時應在通風柜中進行,并遵守化學藥品使用安全規則,以防意外。
1. 3 光學光敏膠的拆膠方法 光學光敏膠具有良好的工藝性能和使用性能,是當前較好的一種合成光學膠(它的主要成分為環 氧丙烯酸樹脂) 。其拆膠方法有類似光學環氧膠的拆膠方法。這里針對幾種不同光學膠接件采取不同 的措施,以供參考。 (1) 石英楔子膠接件拆膠 石英楔子是采用天然水晶磨制成0. 25～0. 27 mm的楔形光學零件。在膠接工藝過程中,對不合格件 應放在丙酮溶液中浸泡拆膠,然后重新膠接。由于石英楔子拆膠返修極易將試片報廢,因此要求在膠接過程中各工序間須認真操作,嚴格檢驗制度,不合格件防止流入下道工序。 (2) 光學偏振片膠接件拆膠 偏振片是重要的光學元件之一,在光學儀器上常用于產生、檢出或阻擋偏振光,或作光學儀器濾光 片用。可利用偏振膜耐熱性差、受熱收縮的特點,將返修件放在水浴中加熱煮沸(直接在電熱板上烘烤 會因溫度過高而使保護玻璃表面難擦凈) 。偏振膜受熱收縮,兩片保護玻璃自行脫開,使保護玻璃完好 無損地保留下來,經擦凈后重新用于膠接。 (3) 一般光學透鏡膠接件拆膠 在拆膠的具體操作時,要考慮到透鏡的直徑大小不同而有所區別。對存放時間較長的膠接件采用 以下方法: (a) 將光學膠接件放在無水甘油浴中加熱至200 ℃左右,即可自行脫開。脫開后仔細用竹鑷子 鉗出,不要與冷的物體接觸或冷風吹,以免玻璃炸裂。 (b) 將光學膠接件放在電熱板上,加熱至170 ℃,用手用力推開。 (c) 將光學膠接件放在前面提到的脫膠混合溶劑中,浸泡一個星期左右即可脫開。但對Lak. 2k 等牌號光學玻璃零件來說,在上述混合溶劑中將引起玻璃表面腐蝕,因此,需加注意。 以上方法可根據光學膠接件的不同情況加以選擇。在拆膠過程中我們注意到:經過增塑改性的光 學光敏膠,其熱變形溫度、降解溫度以及膠層的內聚強度等性能和原來的主體樹脂相比均有所降低。特 別是初固后的光學膠件僅僅是丙烯酸酯初步聚合,容易拆膠;而固化后的光學膠接件則是環氧樹脂進 一步交聯固化,其耐熱性能和粘接強度大大提高。一般固化后的光學膠接件在電熱板上加熱到170 ℃ 左右時,用力可推開。在甘油浴中,因無外力作用,要加熱到200 ℃才能脫開。這可能是因為前者是基 于超過膠層的熱變形溫度,在外力作用下,引起內聚強度的降低而剝離;后者則基于膠層熱降解,促使膠 層內聚強度的降低而剝離。 2 結語 為了尋找比較理想的光學膠接件的拆膠方法,僅僅是以實踐中摸索的經驗或觀察到的一些現象還 是很不夠的,還要從理論上進一步探討粘接剝離方法,以提高光學膠接件拆膠質量和可操作性。
