Bevezetés az átlátszó műszaki műanyagokba
Az átlátszó műszaki műanyagok általában a kiváló optikai átlátszósággal, alacsony sárgasági indexszel és homályossággal rendelkező műszaki műanyagok osztályát jelentik, amelyek fröccsöntési eljárásokkal, például fröccsöntéssel, fröccsöntéssel, extrudálással, 3D nyomtatással stb. feldolgozhatók, és főként a műanyagok gyártásában használatosak. optikai alkatrészek.
Az átlátszó műszaki műanyagok főként poliolefinek, például ciklikus olefin polimerek (COC vagy COP); Poliészter, például PMMA, PET, PBT, PEN, PC stb.; poliszulfonok, például poliszulfon (PSF), poliéterszulfon (PES) stb.; poliamid (PA), például átlátszó nylon; Átlátszó fluorműanyagok, például poli(vinilidén-fluorid-hexafluorpropilén) (PVDF HFP) kopolimer és átlátszó poliimid (PI).
A gyakorlati alkalmazásokban az átlátszó műszaki műanyagok önmagukban műszaki műanyagként használhatók optikai alkatrészek gyártásában, valamint átlátszó kompozit anyagok mátrixaként az optikai mérnökökben.
A hagyományos alkalmazási területeken az átlátszó műszaki műanyagok használhatók lencseként az optikai alkatrészek, például üvegek és lencsék gyártásában, átlátszó alkatrészként (lámpák, lőrések, belső terek stb.) az autó- és repülőgépgyártás területén, mint pl. transzparens hőszigetelő anyagok (TIM) az építőiparban, valamint transzparens fogyóeszközök az additív gyártás (3D nyomtatás) területén.
A feltörekvő területen az átlátszó műszaki műanyagok fénykibocsátó dióda (LED) világítás, fotokatalitikus szennyvízlebontó eszközök, valamint rugalmas elektronika optikai alkatrészei, rugalmas napelemek, rugalmas érzékelők és egyéb eszközök átlátszó szubsztrátumára alkalmazhatók. Ezért az átlátszó műszaki műanyagok kutatása és fejlesztése az elmúlt években nagy figyelmet kapott.
A műszaki műanyagok átlátszóságát befolyásoló főbb tényezők
Az „átlátszóság” a legtöbb műszaki műanyag, különösen az optikai műszaki műanyag végtermékek nagy értékű jellemzője. Az amorf műszaki műanyagok gyakran jó optikai átlátszósággal rendelkeznek, míg az erősen kristályos anyagoknál, különösen a nagy vastagságú termékeknél, mint például a műanyag fröccsöntött alkatrészek, a kristályosodás gyakran fénytöréshez vezet, így rontja a termékek átlátszóságát.
A kristályos műszaki műanyagok átlátszóvá tétele érdekében az általánosan használt módszer a cellaméret csökkentése. A kisebb kristályok elkerülhetik a fénytörést. Emellett egyes félkristályos műszaki műanyagok fényáteresztő képessége is javítható additív technológiával.
A PET esetében, hacsak nem adnak hozzá speciális adalékokat a kristályosodás elősegítésére, maga a PET is lassú kristályosodású anyag. Az amorf PET átlátszó és kemény, és az üvegesedési hőmérsékleten (Tg) meglágyul (~80 fok).
Ha azonban az anyagot 120-130 fokra melegítjük, akkor a kristályok képződése miatt zavarossá válik. Például poliamid (nylon) anyagok esetében az amorf nejlon valóban átlátszó, és normál formázási körülmények között nem kristályosodik ki, de a félkristályos nylon 6 műszaki műanyagoknak gyakran gyors hűtési sebességre és vékony falakra van szükségük az átlátszóság eléréséhez.
Ha a termék vastagsága meghaladja az 1-1,5 mm-t, vagy a formák hőmérséklete magas hűtés közben, ezek az anyagok a kristályképződéshez kapcsolódóan zavarosodni kezdenek.
Összefoglalva, a tiszta műszaki műanyagok optikai átlátszóságát befolyásoló fő tényező a polimer ömlesztett kristályos tulajdonságai. A polimer/polimer keverékeknél a fázisszétválasztás és a törésmutató-különbség, amelyet az összetevők közötti polaritás eltérése okoz, a fő ok, amely befolyásolja optikai átlátszóságukat.
A polimer/szervetlen kompozit műszaki műanyagok esetében a fényszórás, amelyet a polimer mátrix és a szervetlen erősítőanyag közötti törésmutató eltérése okoz, a fő tényező, amely befolyásolja az optikai átlátszóságát. Röviden, a műszaki műanyagok átlátszósága szorosan összefügg a polimer anyagok tulajdonságaival és a feldolgozási körülményekkel.