Uvod u prozirnu inženjersku plastiku
Prozirna inženjerska plastika općenito se odnosi na klasu inženjerske plastike s izvrsnom optičkom prozirnošću, niskim indeksom žutila i zamagljenosti, koja se može obraditi procesima kalupljenja kao što su kalupljenje, injekcijsko ubrizgavanje, ekstruzija, 3D ispis itd., i uglavnom se koristi u proizvodnji optičke komponente.
Prozirna inženjerska plastika uglavnom uključuje poliolefine, kao što su ciklički olefinski polimeri (COC ili COP); Poliester, kao što je PMMA, PET, PBT, PEN, PC itd.; Polisulfoni, kao što je polisulfon (PSF), polietersulfon (PES), itd.; Poliamid (PA), kao što je prozirni najlon; Prozirna fluoroplastika, kao što je poli (viniliden fluorid heksafluoropropilen) (PVDF HFP) kopolimer i prozirni poliimid (PI).
U praktičnim primjenama, prozirna inženjerska plastika može se koristiti samo kao inženjerska plastika u proizvodnji optičkih komponenti, a također i kao matrica prozirnih kompozitnih materijala u optičkom inženjerstvu.
U tradicionalnim područjima primjene, prozirna inženjerska plastika može se koristiti kao leće u područjima proizvodnje optičkih komponenti kao što su naočale i leće, kao prozirne komponente (svjetla, prozori, interijeri itd.) u poljima proizvodnje automobila i zrakoplova, kao transparentni termoizolacijski materijali (TIM) u području graditeljstva, te kao transparentni potrošni materijal u područjima aditivne proizvodnje (3D ispis).
U novom polju, prozirna inženjerska plastika može se primijeniti na prozirnu podlogu svjetleće diode (LED), fotokatalitičke uređaje za razgradnju otpadnih voda i optičke komponente fleksibilne elektronike, fleksibilne solarne ćelije, fleksibilne senzore i druge uređaje. Stoga je istraživanje i razvoj prozirne inženjerske plastike posljednjih godina dobilo veliku pozornost.
Glavni čimbenici koji utječu na prozirnost inženjerske plastike
"Transparentnost" je karakteristika s visokom vrijednošću za većinu inženjerske plastike, posebno optičkih plastičnih terminalnih proizvoda. Amorfna inženjerska plastika često ima dobru optičku prozirnost, dok za visokokristalne materijale, posebno proizvode velike debljine, kao što su plastični dijelovi za brizganje, kristalizacija često dovodi do loma svjetlosti, čime se smanjuje prozirnost proizvoda.
Kako bi se kristalna tehnička plastika učinila prozirnom, često korištena metoda je smanjenje veličine ćelija. Manji kristali mogu izbjeći lom svjetlosti. Osim toga, propusnost svjetlosti neke polukristalne inženjerske plastike također se može poboljšati pomoću tehnologije aditiva.
Što se tiče PET-a, osim ako se ne dodaju posebni aditivi za poticanje kristalizacije, PET je također materijal spore kristalizacije. Amorfni PET je proziran i tvrd, te će omekšati (~80 stupnjeva) na temperaturi prijelaza stakla (Tg).
Međutim, ako se materijal zagrije na 120~130 stupnjeva, ima tendenciju da postane zamućen zbog stvaranja kristala. Na primjer, za poliamidne (najlonske) materijale, amorfni najlon je doista proziran i neće kristalizirati u normalnim uvjetima kalupljenja, ali polukristalna najlon 6 inženjerska plastika često treba veliku brzinu hlađenja i dizajn tankih stijenki kako bi se postigla prozirnost.
Ako debljina proizvoda premašuje 1~1,5 mm ili je temperatura kalupa visoka pri hlađenju, ovi materijali će se početi pojavljivati kao zamućeni zbog stvaranja kristala.
Ukratko, za čistu inženjersku plastiku, glavni faktor koji utječe na njihovu optičku prozirnost su kristalna svojstva polimerne mase. Za mješavine polimera/polimera, razdvajanje faza i razlika u indeksu loma uzrokovana neusklađenošću polariteta između komponenti glavni su razlozi koji utječu na njihovu optičku prozirnost.
Za polimer/anorgansku kompozitnu inženjersku plastiku, raspršenje svjetlosti uzrokovano neusklađenošću indeksa loma između polimerne matrice i anorganskog materijala za ojačanje glavni je faktor koji utječe na njezinu optičku prozirnost. Ukratko, prozirnost inženjerske plastike usko je povezana sa svojstvima polimernih materijala i uvjetima obrade.