CN115185077B - 一种温度响应式柔性变焦透镜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种温度响应式柔性变焦透镜，包括：变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。相比现有技术，本发明采用具有可逆形状记忆效应的变焦驱动器及柔性透镜组装成温度响应式柔性变焦透镜，从而使得到温度响应式柔性变焦透镜具有调焦范围大、轻便且安全的特性，满足了实际应用需求。

Description

一种温度响应式柔性变焦透镜及其制备方法
技术领域
本申请涉及变焦透镜技术领域，特别是涉及一种温度响应式柔性变焦透镜及其制备方法。
背景技术
随着现代科技的发展，人们对光学透镜的需求越来越紧迫，光学透镜是光学系统的一个重要组成部分，常用于便携式电子设备、医学内窥镜、智能机器人等器件中。传统的变焦光学系统，依靠多个透镜组件，通过外加电机，机械地移动透镜之间的相对位置来改变焦距。这种系统的缺点是构造复杂，独立镜头元件必须精确地沿着系统的光轴移动，这使得传统光学系统难以实现微小型化设计。为此，柔性变焦透镜应运而生。
柔性变焦透镜无需调整各光学组件的相对位置，通过改变折射率或表面曲率即可实现变焦。与传统的机械变焦透镜相比，柔性变焦透镜具有无需机械移动，响应时间短、结构紧凑，性能稳定等优点，在机器视觉、医学、显示、军工等各领域有广泛的应用价值。目前公布的柔性变焦透镜多采用液体或弹性体作为透镜主体，并对透镜施加驱动力使透镜主体的表面曲率或折射率发生改变，从而达到变焦的目的。
然而，采用液体作为透镜主体的柔性变焦透镜容易受到重力及振动的影响，且存在液体泄漏和蒸发风险，由于需要泵来调控液体的体积，因此难以实现微型化；采用弹性体作为透镜主体的柔性变焦透镜受材料应变力的影响其变焦范围较小。因此，亟需提供一种调焦范围大、轻便且安全的柔性变焦透镜。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种调焦范围大、轻便且安全的温度响应式柔性变焦透镜及其制备方法。
本发明实施例提供了一种温度响应式柔性变焦透镜，其中，包括：变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。
进一步地，所述超高分子量聚乙烯试样，是以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，再通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型得到；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×106。
进一步地，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，包括：
将所述超高分子量聚乙烯粉末置于平板硫化机中，并在170℃、20MPa的的环境条件下压制30min，从而硫化为白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯板材的厚度为1.5mm。
进一步地，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器，包括：
将所述超高分子量聚乙烯试样在第一温度环境的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；其中，所述第一温度环境的温度范围为155℃～175℃；
将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在第二温度环境的烘箱中再次加热至其晶区融化，在环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器；其中，所述第二温度环境的温度范围为135℃～145℃。
进一步地，所述硅橡胶与固化剂的混合质量比为100:5。
进一步地，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜包括：
在硅橡胶与固化剂混合均匀后，将混合均匀的所述硅橡胶与固化剂混合物倒入圆柱形塑料模具中；
将训练得到的所述变焦驱动器嵌入所述硅橡胶与固化剂混合物中，置于在80℃的烘箱中加热4h，室温脱模后，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
将所述温度响应式柔性变焦透镜在第三温度环境的烘箱中进行循环升降温度测试，并判断所述温度响应式柔性变焦透镜是否具有可逆形状记忆效应；其中，所述第三温度环境的温度范围为90℃～145℃。
本发明的另一实施例提出一种温度响应式柔性变焦透镜制备方法，其中，所述方法包括：
将超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到变焦驱动器；
在硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合均匀后，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜。
进一步地，所述超高分子量聚乙烯试样的获取方法包括；
以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为白色半透明的超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×106；
通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到环型的所述超高分子量聚乙烯试样。
进一步地，，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器的方法包括：
将所述超高分子量聚乙烯试样在第一温度环境的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；其中，所述第一温度环境的温度范围为155℃～175℃；
将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在第二温度环境的烘箱中再次加热至其晶区融化，环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器；其中，所述第二温度环境的温度范围为135℃～145℃。
进一步地，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜的方法包括：
在硅橡胶与固化剂混合均匀后，将混合均匀的所述硅橡胶与固化剂混合物倒入圆柱形塑料模具中；
将训练得到的所述变焦驱动器嵌入所述硅橡胶与固化剂混合物中，置于在80℃的烘箱中加热4h，室温脱模后，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
将所述温度响应式柔性变焦透镜在第三温度环境的烘箱中进行循环升降温度测试，并判断所述温度响应式柔性变焦透镜是否具有可逆形状记忆效应；其中，所述第三温度环境的温度范围为90℃～145℃。
上述温度响应式柔性变焦透镜，包括：变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。相比现有技术，本发明采用具有可逆形状记忆效应的变焦驱动器及柔性透镜组装成温度响应式柔性变焦透镜，从而使得到温度响应式柔性变焦透镜具有调焦范围大、轻便且安全的特性，满足了实际应用需求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的温度响应式柔性变焦透镜的结构图；
图2为温度响应式柔性变焦透镜的工作过程示意图；
图3为本发明实施例提供的温度响应式柔性变焦透镜的结构示意图；
图4为柔性变焦透镜变焦过程中的物体捕捉图；
图5为柔性变焦透镜的透镜焦距和曲率半径随温度变化曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本技术领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种温度响应式柔性变焦透镜，包括变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。
具体的，以北京东方石化公司助剂二厂M-II型，相对分子质量为3.0×106的超高分子量聚乙烯粉末为原料，在170℃、20Mpa的条件下压制30min，制备得到1.5mm厚的白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，并用裁刀将述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到超高分子量聚乙烯试样。
将所述超高分子量聚乙烯试样在165℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温(如25℃)后去除外力。将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在140℃的烘箱中再次加热至其晶区融化，在环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。通过此训练过程，在超高分子量聚乙烯试样(超高分子量聚乙烯环)中引入内应力，使其具有温度响应的无需外力的可逆形状记忆效应。其原理为训练后的超高分子量聚乙烯试样(超高分子量聚乙烯环)以链缠结作为内应力提供者，晶区的熔融/结晶作为可逆相，在升温过程中晶区融化在熵的驱动下超高分子量聚乙烯试样(超高分子量聚乙烯环)内部的大分子链由取向结晶状态变为无规线团状态，宏观上圆环逐渐收缩；在降温过程中，熔融的无规线团状分子链将在链缠结提供的内应力作用下重新恢复至取向结晶状态，宏观上圆环逐渐伸展。
进一步地，使用商用硅橡胶(SYLGARD 184硅橡胶弹性体)作为柔性透镜的基体，将硅橡胶与固化剂以100：5的质量比混合均匀后，将混合物倒入圆柱形塑料模具(PP模具)中，然后将训练后的的环型超高分子量聚乙烯试样嵌入混合物中，置于80℃烘箱中加热4小时，室温脱模后，得到嵌入变焦驱动器的柔性变焦透镜(柔性硅橡胶镜片)，如图1所示。将镜片升至138℃，超高分子量聚乙烯试样的环型变焦驱动器在热刺激下激发了自身的可逆形状记忆效应，逐渐收缩，从而挤压硅橡胶透镜，透镜上下表面变得更为凸凹，从而实现变焦；随后降至90℃，变焦驱动器由于温度降至起始结晶温度，触发了其可逆形状记忆效应，因此将由收缩状态回复至原始形状，镜片形状得到回复从而导致焦距的回复，且随温度在90～138℃间循环升降，透镜焦距也随之往复变化。
可以理解的，该透镜调焦原理类似人眼变焦的机制，人眼通过睫状肌挤压晶状体以改变其焦距，形状记忆超高分子量聚乙烯环在激发温度内随着温度的升高/降低而收缩/伸展，挤压柔性透镜，改变其曲率半径进行变焦，工作过程如图2所示。该透镜可看作凹透镜中的凸凹透镜(厚度为d)，其结构如图3所示，(a)为透镜结构图，可看作平凸透镜(以c1为圆心，r1为曲率半径)和平凹透镜(以c2为圆心，r2为曲率半径)的组合透镜。利用厚透镜方程可以计算出透镜的焦距：
其中n为透镜材料的折射率，SYLGARD 184硅橡胶折射率为1.41。
如图4所示，为通过透镜捕捉到的物体图像。随着温度从90℃到138℃逐步升高，物体的图像逐渐变小；温度由138℃逐步降至90℃时，物体的图像逐渐变大。透镜焦距和曲率半径随温度变化曲线如图5所示。通过 计算前三循环中该透镜的变焦率为182.47％。
本实施例温度响应式柔性变焦透镜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到变焦驱动器；
步骤2，在硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合均匀后，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜
进一步地，所述超高分子量聚乙烯试样的获取方法包括；
以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为1.5mm厚白色半透明的超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×106；
通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到环型的所述超高分子量聚乙烯试样。
进一步地，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器的方法包括：
将所述超高分子量聚乙烯试样在165℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；
将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在140℃的烘箱再次加热至其晶区融化，环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜的方法包括：
在100：5的质量比的硅橡胶与固化剂混合均匀后，将混合均匀的所述硅橡胶与固化剂混合物倒入圆柱形塑料模具中；
将训练得到的所述变焦驱动器嵌入所述硅橡胶与固化剂混合物中，置于在80℃的烘箱中加热4h，室温脱模后，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
将所述温度响应式柔性变焦透镜在90～138℃的温度范围内进行循环升降温度测试，并判断所述温度响应式柔性变焦透镜是否具有可逆形状记忆效应。
实施例2
一种温度响应式柔性变焦透镜，包括变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。
具体的，以北京东方石化公司助剂二厂M-II型，相对分子质量为3.0×106的超高分子量聚乙烯粉末为原料，在170℃、20Mpa的条件下压制30min，制备得到1.5mm厚的白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，并用裁刀将述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到超高分子量聚乙烯试样。
将所述超高分子量聚乙烯试样在160℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温(如25℃)后去除外力。将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在140℃的烘箱中再次加热至其晶区融化，在环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，使用商用硅橡胶(SYLGARD 184硅橡胶弹性体)作为柔性透镜的基体，将硅橡胶与固化剂以100：5的质量比混合均匀后，将混合物倒入圆柱形塑料模具(PP模具)中，然后将训练后的的环型超高分子量聚乙烯试样嵌入混合物中，置于80℃烘箱中加热4小时，室温脱模后，得到嵌入变焦驱动器的柔性变焦透镜(柔性硅橡胶镜片)。将镜片升至138℃，超高分子量聚乙烯试样的环型变焦驱动器在热刺激下激发了自身的可逆形状记忆效应，逐渐收缩，从而挤压硅橡胶透镜，透镜上下表面变得更为凸凹，从而实现变焦；随后降至90℃，变焦驱动器由于温度降至起始结晶温度，触发了其可逆形状记忆效应，因此将由收缩状态回复至原始形状，镜片形状得到回复从而导致焦距的回复，且随温度在90～138℃间循环升降，透镜焦距也随之往复变化。通过计算，前三循环，该透镜的变焦率为190.27％。
本实施例温度响应式柔性变焦透镜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到变焦驱动器；
步骤2，在硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合均匀后，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜
进一步地，所述超高分子量聚乙烯试样的获取方法包括；
以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为1.5mm厚白色半透明的超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×106；
通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到环型的所述超高分子量聚乙烯试样。
进一步地，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器的方法包括：
将所述超高分子量聚乙烯试样在160℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；
将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在140℃的烘箱再次加热至其晶区融化，环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜的方法包括：
在100：5的质量比的硅橡胶与固化剂混合均匀后，将混合均匀的所述硅橡胶与固化剂混合物倒入圆柱形塑料模具中；
将训练得到的所述变焦驱动器嵌入所述硅橡胶与固化剂混合物中，置于在80℃的烘箱中加热4h，室温脱模后，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
将所述温度响应式柔性变焦透镜在90～138℃的温度范围内进行循环升降温度测试，并判断所述温度响应式柔性变焦透镜是否具有可逆形状记忆效应。
实施例3
一种温度响应式柔性变焦透镜，包括变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。
具体的，以北京东方石化公司助剂二厂M-II型，相对分子质量为3.0×106的超高分子量聚乙烯粉末为原料，在170℃、20Mpa的条件下压制30min，制备得到1.5mm厚的白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，并用裁刀将述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到超高分子量聚乙烯试样。
将所述超高分子量聚乙烯试样在165℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温(如25℃)后去除外力。将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在135℃的烘箱中再次加热至其晶区融化，在环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，使用商用硅橡胶(SYLGARD 184硅橡胶弹性体)作为柔性透镜的基体，将硅橡胶与固化剂以100：5的质量比混合均匀后，将混合物倒入圆柱形塑料模具(PP模具)中，然后将训练后的的环型超高分子量聚乙烯试样嵌入混合物中，置于80℃烘箱中加热4小时，室温脱模后，得到嵌入变焦驱动器的柔性变焦透镜(柔性硅橡胶镜片)。将镜片升至138℃，超高分子量聚乙烯试样的环型变焦驱动器在热刺激下激发了自身的可逆形状记忆效应，逐渐收缩，从而挤压硅橡胶透镜，透镜上下表面变得更为凸凹，从而实现变焦；随后降至90℃，变焦驱动器由于温度降至起始结晶温度，触发了其可逆形状记忆效应，因此将由收缩状态回复至原始形状，镜片形状得到回复从而导致焦距的回复，且随温度在90～138℃间循环升降，透镜焦距也随之往复变化。通过计算，前三循环，该透镜的变焦率为201.18％。
本实施例温度响应式柔性变焦透镜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到变焦驱动器；
步骤2，在硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合均匀后，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜
进一步地，所述超高分子量聚乙烯试样的获取方法包括；
以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为1.5mm厚白色半透明的超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×106；
通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到环型的所述超高分子量聚乙烯试样。
进一步地，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器的方法包括：
将所述超高分子量聚乙烯试样在165℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；
将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在135℃的烘箱再次加热至其晶区融化，环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜的方法包括：
在100：5的质量比的硅橡胶与固化剂混合均匀后，将混合均匀的所述硅橡胶与固化剂混合物倒入圆柱形塑料模具中；
将训练得到的所述变焦驱动器嵌入所述硅橡胶与固化剂混合物中，置于在80℃的烘箱中加热4h，室温脱模后，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
将所述温度响应式柔性变焦透镜在90～138℃的温度范围内进行循环升降温度测试，并判断所述温度响应式柔性变焦透镜是否具有可逆形状记忆效应。
实施例4
一种温度响应式柔性变焦透镜，包括变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。
具体的，以北京东方石化公司助剂二厂M-II型，相对分子质量为3.0×106的超高分子量聚乙烯粉末为原料，在170℃、20Mpa的条件下压制30min，制备得到1.5mm厚的白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，并用裁刀将述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到超高分子量聚乙烯试样。
将所述超高分子量聚乙烯试样在160℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温(如25℃)后去除外力。将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在140℃的烘箱中再次加热至其晶区融化，在环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，使用商用硅橡胶(SYLGARD 184硅橡胶弹性体)作为柔性透镜的基体，将硅橡胶与固化剂以100：5的质量比混合均匀后，将混合物倒入圆柱形塑料模具(PP模具)中，然后将训练后的的环型超高分子量聚乙烯试样嵌入混合物中，置于80℃烘箱中加热4小时，室温脱模后，得到嵌入变焦驱动器的柔性变焦透镜(柔性硅橡胶镜片)。将镜片升至140℃，超高分子量聚乙烯试样的环型变焦驱动器在热刺激下激发了自身的可逆形状记忆效应，逐渐收缩，从而挤压硅橡胶透镜，透镜上下表面变得更为凸凹，从而实现变焦；随后降至90℃，变焦驱动器由于温度降至起始结晶温度，触发了其可逆形状记忆效应，因此将由收缩状态回复至原始形状，镜片形状得到回复从而导致焦距的回复，且随温度在90～140℃间循环升降，透镜焦距也随之往复变化。通过计算，前三循环，该透镜的变焦率为166.45％。
本实施例温度响应式柔性变焦透镜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到变焦驱动器；
步骤2，在硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合均匀后，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜
进一步地，所述超高分子量聚乙烯试样的获取方法包括；
以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为1.5mm厚白色半透明的超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×106；
通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到环型的所述超高分子量聚乙烯试样。
进一步地，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器的方法包括：
将所述超高分子量聚乙烯试样在160℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；
将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在140℃的烘箱再次加热至其晶区融化，环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜的方法包括：
在100：5的质量比的硅橡胶与固化剂混合均匀后，将混合均匀的所述硅橡胶与固化剂混合物倒入圆柱形塑料模具中；
将训练得到的所述变焦驱动器嵌入所述硅橡胶与固化剂混合物中，置于在80℃的烘箱中加热4h，室温脱模后，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
将所述温度响应式柔性变焦透镜在90～140℃的温度范围内进行循环升降温度测试，并判断所述温度响应式柔性变焦透镜是否具有可逆形状记忆效应。
实施例5
一种温度响应式柔性变焦透镜，包括变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。
具体的，以北京东方石化公司助剂二厂M-II型，相对分子质量为3.0×106的超高分子量聚乙烯粉末为原料，在170℃、20Mpa的条件下压制30min，制备得到1.5mm厚的白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，并用裁刀将述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到超高分子量聚乙烯试样。
将所述超高分子量聚乙烯试样在165℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温(如25℃)后去除外力。将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在138℃的烘箱中再次加热至其晶区融化，在环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，使用商用硅橡胶(SYLGARD 184硅橡胶弹性体)作为柔性透镜的基体，将硅橡胶与固化剂以100：5的质量比混合均匀后，将混合物倒入圆柱形塑料模具(PP模具)中，然后将训练后的的环型超高分子量聚乙烯试样嵌入混合物中，置于80℃烘箱中加热4小时，室温脱模后，得到嵌入变焦驱动器的柔性变焦透镜(柔性硅橡胶镜片)。将镜片升至136℃，超高分子量聚乙烯试样的环型变焦驱动器在热刺激下激发了自身的可逆形状记忆效应，逐渐收缩，从而挤压硅橡胶透镜，透镜上下表面变得更为凸凹，从而实现变焦；随后降至90℃，变焦驱动器由于温度降至起始结晶温度，触发了其可逆形状记忆效应，因此将由收缩状态回复至原始形状，镜片形状得到回复从而导致焦距的回复，且随温度在90～136℃间循环升降，透镜焦距也随之往复变化。通过计算，前三循环，该透镜的变焦率为159.92％。
本实施例温度响应式柔性变焦透镜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到变焦驱动器；
步骤2，在硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合均匀后，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜
进一步地，所述超高分子量聚乙烯试样的获取方法包括；
以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为1.5mm厚白色半透明的超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×106；
通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到环型的所述超高分子量聚乙烯试样。
进一步地，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器的方法包括：
将所述超高分子量聚乙烯试样在165℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；
将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在136℃的烘箱再次加热至其晶区融化，环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜的方法包括：
在100：5的质量比的硅橡胶与固化剂混合均匀后，将混合均匀的所述硅橡胶与固化剂混合物倒入圆柱形塑料模具中；
将训练得到的所述变焦驱动器嵌入所述硅橡胶与固化剂混合物中，置于在80℃的烘箱中加热4h，室温脱模后，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
将所述温度响应式柔性变焦透镜在90～136℃的温度范围内进行循环升降温度测试，并判断所述温度响应式柔性变焦透镜是否具有可逆形状记忆效应。
实施例6
一种温度响应式柔性变焦透镜，包括变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。
具体的，以北京东方石化公司助剂二厂M-II型，相对分子质量为3.0×106的超高分子量聚乙烯粉末为原料，在170℃、20Mpa的条件下压制30min，制备得到1.5mm厚的白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，并用裁刀将述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到超高分子量聚乙烯试样。
将所述超高分子量聚乙烯试样在160℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温(如25℃)后去除外力。将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在138℃的烘箱中再次加热至其晶区融化，在环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，使用商用硅橡胶(SYLGARD 184硅橡胶弹性体)作为柔性透镜的基体，将硅橡胶与固化剂以100：5的质量比混合均匀后，将混合物倒入圆柱形塑料模具(PP模具)中，然后将训练后的的环型超高分子量聚乙烯试样嵌入混合物中，置于80℃烘箱中加热4小时，室温脱模后，得到嵌入变焦驱动器的柔性变焦透镜(柔性硅橡胶镜片)。将镜片升至136℃，超高分子量聚乙烯试样的环型变焦驱动器在热刺激下激发了自身的可逆形状记忆效应，逐渐收缩，从而挤压硅橡胶透镜，透镜上下表面变得更为凸凹，从而实现变焦；随后降至90℃，变焦驱动器由于温度降至起始结晶温度，触发了其可逆形状记忆效应，因此将由收缩状态回复至原始形状，镜片形状得到回复从而导致焦距的回复，且随温度在90～136℃间循环升降，透镜焦距也随之往复变化。通过计算，前三循环，该透镜的变焦率为162.86％。
本实施例温度响应式柔性变焦透镜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到变焦驱动器；
步骤2，在硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合均匀后，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜
进一步地，所述超高分子量聚乙烯试样的获取方法包括；
以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为1.5mm厚白色半透明的超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×106；
通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到环型的所述超高分子量聚乙烯试样。
进一步地，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器的方法包括：
将所述超高分子量聚乙烯试样在160℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；
将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在138℃的烘箱再次加热至其晶区融化，环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜的方法包括：
在100：5的质量比的硅橡胶与固化剂混合均匀后，将混合均匀的所述硅橡胶与固化剂混合物倒入圆柱形塑料模具中；
将训练得到的所述变焦驱动器嵌入所述硅橡胶与固化剂混合物中，置于在80℃的烘箱中加热4h，室温脱模后，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
将所述温度响应式柔性变焦透镜在90～136℃的温度范围内进行循环升降温度测试，并判断所述温度响应式柔性变焦透镜是否具有可逆形状记忆效应。
对比例1(以实施例1为参照)
以北京东方石化公司助剂二厂M-II型，相对分子质量为3.0×106的超高分子量聚乙烯粉末为原料，在170℃、20Mpa的条件下压制30min，制备得到1.5mm厚的白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，并用裁刀将述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到超高分子量聚乙烯试样。
将所述超高分子量聚乙烯试样在165℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温(如25℃)后去除外力。将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在160℃的烘箱中再次加热至其晶区融化，在环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，使用商用硅橡胶(SYLGARD 184硅橡胶弹性体)作为柔性透镜的基体，将硅橡胶与固化剂以100：5的质量比混合均匀后，将混合物倒入圆柱形塑料模具(PP模具)中，然后将训练后的的环型超高分子量聚乙烯试样嵌入混合物中，置于80℃烘箱中加热4小时，室温脱模后，得到嵌入变焦驱动器的柔性变焦透镜(柔性硅橡胶镜片)，如图1所示。将镜片升至138℃，超高分子量聚乙烯试样的环型变焦驱动器在热刺激下形状基本不发生变化，因此透镜的表面曲率不变，透镜的焦距不变。降至90℃，变焦驱动器的形状及透镜的焦距同样不发生改变。
因为驱动器在训练过程中，第二次加热温度过高，超高分子量聚乙烯环失去了形状记忆效应，因此只展现超高分子量聚乙烯固有的热胀冷缩效果。
对比例2(以实施例5为参照)
以北京东方石化公司助剂二厂M-II型，相对分子质量为3.0×106的超高分子量聚乙烯粉末为原料，在170℃、20Mpa的条件下压制30min，制备得到1.5mm厚的白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，并用裁刀将述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到超高分子量聚乙烯试样。
将所述超高分子量聚乙烯试样在165℃的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温(如25℃)后去除外力。将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在138℃的烘箱中再次加热至其晶区融化，在环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器。
进一步地，使用商用硅橡胶(SYLGARD 184硅橡胶弹性体)作为柔性透镜的基体，将硅橡胶与固化剂以100：5的质量比混合均匀后，将混合物倒入圆柱形塑料模具(PP模具)中，然后将训练后的的环型超高分子量聚乙烯试样嵌入混合物中，置于80℃烘箱中加热4小时，室温脱模后，得到嵌入变焦驱动器的柔性变焦透镜(柔性硅橡胶镜片)。将镜片升至150℃，超高分子量聚乙烯试样的环型变焦驱动器在热刺激下激发了自身的可逆形状记忆效应，逐渐收缩，从而挤压硅橡胶透镜，透镜上下表面变得更为凸凹，从而实现变焦；随后降至90℃，变焦驱动器形状基本保持不变，且随透镜温度在90～150℃间循环升降，透镜焦距也不再发生变化。
因激发温度过高，超高分子量聚乙烯环失去可逆形状记忆效应，所以驱动器只在首次激发时展现出单程形状记忆效应，温度再次变化时，驱动器只存在超高分子量聚乙烯热胀冷缩效应带来的轻微变化。
可以理解的，本发明采用超高分子量聚乙烯作为变焦驱动器基体材料，通过训练使其具有可逆形状记忆效应，其平均可逆应变可高达28％。将训练后的变焦驱动器嵌入混有一定比例固化剂的硅橡胶中，加热至一定的温度，使硅橡胶固化且具有将好的弹性。通过温度驱动变焦驱动器(超高分子量聚乙烯环)收缩/伸展，挤压柔性硅橡胶，硅橡胶曲率随温度变化调整至固定数值达到稳定调焦效果。
优点：
(1)价格低廉，制备本柔性变焦透镜的原材料为常见大规模生产的商用聚合物原料，因此原材料易得且价格低廉。
(2)轻便，本发明的变焦驱动器及透镜均由聚合物制备得到，不含有金属陶瓷等高密度材料，因此整个透镜密度低。
(3)装配工艺简单，本透镜仅需将驱动器浸入到液体硅橡胶中固化即可制备完成。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种温度响应式柔性变焦透镜，其特征在于，包括：变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
其中，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器，包括：
将所述超高分子量聚乙烯试样在第一温度环境的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对圆环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；其中，所述第一温度环境的温度范围为155℃～175℃；
将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在第二温度环境的烘箱中再次加热至其晶区融化，在环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器；其中，所述第二温度环境的温度范围为135℃～145℃；
将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜包括：
在硅橡胶与固化剂混合均匀后，将混合均匀的所述硅橡胶与固化剂混合物倒入圆柱形塑料模具中；
将训练得到的所述变焦驱动器嵌入所述硅橡胶与固化剂混合物中，置于在80℃的烘箱中加热4h，室温脱模后，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
将所述温度响应式柔性变焦透镜在第三温度环境的烘箱中进行循环升降温度测试，并判断所述温度响应式柔性变焦透镜是否具有可逆形状记忆效应；其中，所述第三温度环境的温度范围为90℃～145℃。
2.根据权利要求1所述的温度响应式柔性变焦透镜，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯试样，是以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，再通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型得到；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×106。
3.根据权利要求2所述的温度响应式柔性变焦透镜，其特征在于，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，包括：
将所述超高分子量聚乙烯粉末置于平板硫化机中，并在170℃、20MPa的环境条件下压制30min，从而硫化为白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯板材的厚度为1.5mm。
4.根据权利要求1所述的温度响应式柔性变焦透镜，其特征在于，所述硅橡胶与固化剂的混合质量比为100:5。
5.一种温度响应式柔性变焦透镜制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到变焦驱动器；
在硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合均匀后，将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
其中，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器的方法包括：
将所述超高分子量聚乙烯试样在第一温度环境的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对圆环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；其中，所述第一温度环境的温度范围为155℃～175℃；
将拉伸后的所述超高分子量聚乙烯试样在第二温度环境的烘箱中再次加热至其晶区融化，环型的所述超高分子量聚乙烯试样由于晶区融化而回缩后，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度再次降至室温，并使所述超高分子量聚乙烯试样重新结晶，得到所述变焦驱动器；其中，所述第二温度环境的温度范围为135℃～145℃；
将所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，随所述混合物一起固化脱模得到所述温度响应式柔性变焦透镜的方法包括：
在硅橡胶与固化剂混合均匀后，将混合均匀的所述硅橡胶与固化剂混合物倒入圆柱形塑料模具中；
将训练得到的所述变焦驱动器嵌入所述硅橡胶与固化剂混合物中，置于在80℃的烘箱中加热4h，室温脱模后，得到所述温度响应式柔性变焦透镜；
将所述温度响应式柔性变焦透镜在第三温度环境的烘箱中进行循环升降温度测试，并判断所述温度响应式柔性变焦透镜是否具有可逆形状记忆效应；其中，所述第三温度环境的温度范围为90℃～145℃。
6.根据权利要求5所述的温度响应式柔性变焦透镜制备方法，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯试样的获取方法包括；
以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为白色半透明的超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×106；
通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型，得到圆环型的所述超高分子量聚乙烯试样。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104589672A (zh) * 2014-12-22 2015-05-06 中航复合材料有限责任公司 一种形状记忆复合材料的制备方法
CN104880746A (zh) * 2015-06-19 2015-09-02 西安交通大学 一种可变焦光学透镜系统及其制备
CN112162338A (zh) * 2020-11-20 2021-01-01 太原师范学院 一种基于ipmc驱动的全固态可调焦微透镜

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104589672A (zh) * 2014-12-22 2015-05-06 中航复合材料有限责任公司 一种形状记忆复合材料的制备方法
CN104880746A (zh) * 2015-06-19 2015-09-02 西安交通大学 一种可变焦光学透镜系统及其制备
CN112162338A (zh) * 2020-11-20 2021-01-01 太原师范学院 一种基于ipmc驱动的全固态可调焦微透镜

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Imaprting External Stress-Free Two-Way Shape Memory Effect to Commodity Polylefins by Manipulation of Their Hierarchical Structures;Long Fei Fan et al;《ACS Macro Letters》;第1141-1146页 *
超高分子量聚乙烯材料的研究进展;王新威等;《化工进展》;第39卷(第9期);第3403-3420页 *

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