Introduktion til gennemsigtig ingeniørplast
Gennemsigtig ingeniørplast refererer generelt til en klasse af ingeniørplast med fremragende optisk gennemsigtighed, lavt gulhedsindeks og uklarhed, som kan behandles ved støbeprocesser såsom støbning, sprøjtning, ekstrudering, 3D-print osv., og hovedsagelig anvendes til fremstilling af optiske komponenter.
Transparent ingeniørplast omfatter hovedsageligt polyolefiner, såsom cykliske olefinpolymerer (COC eller COP); Polyester, såsom PMMA, PET, PBT, PEN, PC, etc; Polysulfoner, såsom polysulfon (PSF), polyethersulfon (PES), etc; Polyamid (PA), såsom gennemsigtig nylon; Transparent fluoroplast, såsom poly (vinylidenfluorid hexafluorpropylen) (PVDF HFP) copolymer og transparent polyimid (PI).
I praktiske applikationer kan transparent ingeniørplast bruges som ingeniørplast alene ved fremstillingen af optiske komponenter og også som matrixen af gennemsigtige kompositmaterialer i optisk konstruktion.
I de traditionelle anvendelsesområder kan transparent ingeniørplast bruges som linser inden for fremstilling af optiske komponenter såsom briller og linser, som gennemsigtige komponenter (lys, koøjer, interiør osv.) inden for bil- og flyfremstilling, som f.eks. transparente termiske isoleringsmaterialer (TIM) i byggebranchen og som transparente forbrugsstoffer inden for additiv fremstilling (3D-print).
I det nye område kan gennemsigtig ingeniørplast påføres det gennemsigtige substrat af lysdiode (LED) belysning, fotokatalytiske spildevandsnedbrydningsenheder og optiske komponenter af fleksibel elektronik, fleksible solceller, fleksible sensorer og andre enheder. Derfor har forskning og udvikling af transparent ingeniørplast fået stor opmærksomhed i de senere år.
Vigtigste faktorer, der påvirker gennemsigtigheden af ingeniørplast
"Gennemsigtighed" er en egenskab med høj værdi for de fleste ingeniørplast, især optisk ingeniørplast terminalprodukter. Amorf ingeniørplast har ofte god optisk gennemsigtighed, mens for meget krystallinske materialer, især produkter med høj tykkelse, såsom plastinjektionsdele, fører krystallisation ofte til lysbrydning, hvilket forringer produkternes gennemsigtighed.
For at gøre krystallinsk ingeniørplast gennemsigtig er den almindeligt anvendte metode at reducere cellestørrelsen. Mindre krystaller kan undgå at forårsage lysbrydning. Derudover kan lystransmittansen af nogle semi-krystallinske ingeniørplaster også forbedres gennem additiv teknologi.
For PET, medmindre særlige additiver tilsættes for at fremme krystallisation, er PET i sig selv også et langsomt krystallisationsmateriale. Amorf PET er gennemsigtig og hård og vil blødgøre (~80 grader) ved glasovergangstemperaturen (Tg).
Men hvis materialet opvarmes til 120 ~ 130 grader, har det en tendens til at blive grumset på grund af dannelsen af krystaller. For eksempel, for polyamid (nylon) materialer, er amorf nylon virkelig gennemsigtig og vil ikke krystallisere under normale støbeforhold, men semi-krystallinsk nylon 6 ingeniørplast har ofte brug for hurtig afkølingshastighed og tyndvægsdesign for at opnå gennemsigtighed.
Hvis tykkelsen af produktet overstiger 1 ~ 1,5 mm, eller formtemperaturen er høj ved afkøling, vil disse materialer begynde at fremstå uklare i forbindelse med krystaldannelse.
For at opsummere, for ren ingeniørplast er den vigtigste faktor, der påvirker deres optiske gennemsigtighed, de krystallinske egenskaber af polymer bulk. For polymer/polymerblandinger er faseadskillelsen og brydningsindeksforskellen forårsaget af polaritetsmisforholdet mellem komponenter de vigtigste årsager, der påvirker deres optiske gennemsigtighed.
For polymer/uorganisk komposit ingeniørplast er lysspredningen forårsaget af misforholdet mellem brydningsindeks mellem polymermatrix og uorganisk forstærkningsmateriale den vigtigste faktor, der påvirker dets optiske gennemsigtighed. Kort sagt er gennemsigtigheden af ingeniørplast tæt forbundet med egenskaberne af polymermaterialer og procesbetingelser.