Знайомство з прозорими інженерними пластиками
Прозорий інженерний пластик зазвичай відноситься до класу інженерного пластику з чудовою оптичною прозорістю, низьким індексом жовтизни та матовості, який можна обробляти за допомогою процесів формування, таких як формування, ін’єкція, екструзія, 3D-друк тощо, і в основному використовується у виробництві оптичні компоненти.
Прозорі інженерні пластики в основному включають поліолефіни, такі як циклічні олефінові полімери (COC або COP); Поліестер, такий як PMMA, PET, PBT, PEN, PC тощо; Полісульфони, такі як полісульфон (PSF), поліефірсульфон (PES) тощо; Поліамід (PA), такий як прозорий нейлон; Прозорі фторопласти, такі як сополімер полівініліденфториду гексафторпропілену (PVDF HFP) і прозорий поліімід (PI).
У практичному застосуванні прозорі інженерні пластики можуть використовуватися як тільки інженерні пластики у виробництві оптичних компонентів, а також як матриця прозорих композитних матеріалів в оптичній техніці.
У традиційних сферах застосування прозорі інженерні пластики можуть використовуватися як лінзи у сфері виробництва оптичних компонентів, таких як окуляри та лінзи, як прозорі компоненти (ліхтарі, ілюмінатори, інтер’єри тощо) у галузі виробництва автомобілів та літаків, як прозорі теплоізоляційні матеріали (TIM) у сфері будівництва та як прозорі витратні матеріали у сферах адитивного виробництва (3D-друк).
У нових галузях прозорий інженерний пластик можна наносити на прозору підкладку світлодіодного (LED) освітлення, фотокаталітичних пристроїв для деградації стічних вод і оптичних компонентів гнучкої електроніки, гнучких сонячних елементів, гнучких датчиків та інших пристроїв. Тому дослідженням і розробкам прозорих інженерних пластмас в останні роки приділяється велика увага.
Основні фактори, що впливають на прозорість конструкційних пластмас
«Прозорість» — це характеристика з високим значенням для більшості інженерних пластмас, особливо оптичних інженерних пластмасових виробів. Аморфні конструкційні пластики часто мають добру оптичну прозорість, тоді як для висококристалічних матеріалів, особливо продуктів з великою товщиною, таких як пластикові ін’єкційні деталі, кристалізація часто призводить до заломлення світла, таким чином погіршуючи прозорість виробів.
Для того, щоб зробити кристалічний технічний пластик прозорим, зазвичай використовують метод зменшення розміру комірки. Менші кристали можуть уникнути заломлення світла. Крім того, світлопропускання деяких напівкристалічних інженерних пластмас також можна покращити за допомогою адитивної технології.
Що стосується ПЕТ, якщо не додавати спеціальні добавки для сприяння кристалізації, сам ПЕТ також є матеріалом із повільною кристалізацією. Аморфний ПЕТ є прозорим і твердим і розм’якшується (~80 градусів) при температурі склування (Tg).
Однак, якщо матеріал нагріти до 120~130 градусів, він має тенденцію ставати каламутним через утворення кристалів. Наприклад, для поліамідних (нейлонових) матеріалів аморфний нейлон справді прозорий і не кристалізується за звичайних умов формування, але напівкристалічний нейлон 6 інженерних пластмас часто потребує високої швидкості охолодження та тонкої стінки для досягнення прозорості.
Якщо товщина продукту перевищує 1~1,5 мм або висока температура форми під час охолодження, ці матеріали почнуть помутніти, пов’язані з утворенням кристалів.
Підсумовуючи, для чистих інженерних пластмас основним фактором, що впливає на їх оптичну прозорість, є кристалічні властивості маси полімеру. Для полімерних/полімерних сумішей поділ фаз і різниця показників заломлення, спричинена невідповідністю полярності між компонентами, є основними причинами, які впливають на їхню оптичну прозорість.
Для полімерних/неорганічних композитних інженерних пластмас розсіювання світла, викликане невідповідністю показника заломлення між полімерною матрицею та неорганічним армуючим матеріалом, є основним фактором, що впливає на його оптичну прозорість. Одним словом, прозорість інженерних пластмас тісно пов’язана з властивостями полімерних матеріалів та умовами обробки.