الخواص البصرية للبولي ايثيلين

البولي إيثيلين هو بلاستيك تجاري وجد طريقه إلى كل تطبيق يمكن تصوره تقريبًا. أكثر من 100 مليار رطل. تم إنتاج البولي إيثيلين في عام 2000 ، وتم تشكيله في كل شيء من الأكياس والصناديق والزجاجات والسلع الأخرى إلى العناصر المتخصصة مثل مآخذ الورك الاصطناعية. في بعض الحالات ، تكون الخصائص البصرية للبولي إيثيلين مهمة من الناحية الجمالية: التغليف اللامع أكثر جاذبية من البليد. في حالات أخرى ، يكون الاهتمام عمليًا ، مثل القدرة على رؤية مستوى السائل داخل الزجاجة. في جميع الحالات ، تعتمد الخصائص البصرية لعينة البولي إيثيلين على هيكلها الجزيئي.

هناك نوعان أساسيان من البولي إيثيلين ، ومعرفة الفرق بينهما أمر بالغ الأهمية لفهم خصائصهما البصرية. البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) موحد على المستوى الجزيئي ، مما يتيح للجزيئات أن تحزم بإحكام وتشكل بقع بلورية. البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) أقل تجانسًا ويميل إلى عدم ترتيب الهيكل الداخلي. يمكن أيضًا تصنيف البولي إيثيلين حسب الوزن الجزيئي ، أو متوسط ​​طول سلاسل البوليمر الخاصة به. تلعب هذه العوامل أدوارًا رئيسية في تحديد الخصائص البصرية الرئيسية للبولي إيثيلين: الضباب والشفافية واللمعان.

الضباب هو بالضبط ما يبدو عليه الأمر: مقياس لكيفية ظهور عينة غائمة. بتعبير أدق ، الضباب هو مقياس لكمية الضوء التي تنحرف لكل مسافة يتم قطعها خلال عينة. هنا يكون التمييز بين HDPE و LDPE مهمًا. تعمل البقع البلورية من البولي إيثيلين عالي الكثافة على تحويل الضوء مثل حبيبات الرمل في الزجاج. تعتمد درجة انحراف الضوء جزئيًا على حجم الرقعة البلورية ، لذلك يميل الضباب إلى الزيادة مع كثافة البولي إيثيلين. طريقة تصنيع عينة البولي إيثيلين لها أيضًا تأثير قوي على الضباب ، ليس فقط في الحجم ولكن يؤثر اتجاه البلورات أيضًا على الضباب الناتج عن تفاعل الضوء مع البلورة بنية. كلما تم تبريد العينة بسرعة أكبر بعد تشكيلها ، كلما قل ضبابيتها بسبب سلاسل البوليمر التي لديها وقت أقل لإعادة الترتيب في الهياكل البلورية.

بالإضافة إلى التبلور داخل العينة ، تتسبب خشونة السطح في انحراف الضوء وبالتالي تلعب دورًا في قياس الضباب لعينة البولي إيثيلين. في هذه الحالة ، يلعب الوزن الجزيئي للبولي إيثيلين - طول سلاسل البوليمر - دورًا رئيسيًا. بشكل عام ، تؤدي السلاسل الأطول إلى مزيد من خشونة السطح والمزيد من الضباب السطحي. تؤثر ظروف المعالجة أيضًا في ضباب السطح. تأخذ عينة البولي إيثيلين التي يتم نفخها في فيلم شكلها مثل الفقاعة ، مع عدم وجود قالب أو قالب يتصادم على السطح ، وتميل إلى أن تكون ناعمة للغاية. هذا يقلل من الضباب على سطحه. يمكن أن تحتوي العينات السميكة المصبوبة أو المبثوقة أو المصبوبة على ضباب سطحي أكثر أو أقل اعتمادًا على النعومة المجهري للأسطح التي تتلامس معها.

ببساطة ، تشير الشفافية إلى مدى وضوح الكائن. بشكل أكثر تقنيًا ، إنه مقياس لكمية الضوء التي تجعله يمر عبر الكائن دون أن يتشتت أو ينحرف بواسطة الجسيمات بداخله. بالنسبة للبولي إيثيلين ، كما هو الحال مع معظم المواد ، فكلما كانت العينة أرق ، كانت الشفافية أفضل - هناك فرص أقل لجسيم ما ليحرف الضوء الذي يمر عبره. لذلك ، ترتبط الشفافية بالضباب: فكلما كانت العينة أكثر ضبابية ، قلت الشفافية. ومع ذلك ، على عكس الضباب ، فإن الشفافية هي قياس "العينة الكاملة" ، والسماكة مهمة: حتى عينة البولي إيثيلين منخفضة الضباب للغاية لن تكون شفافة إذا كان على الضوء أن ينتقل بعيدًا. وفقًا لـ "كتيب البولي إيثيلين" ، نادرًا ما تكون عينات البولي إيثيلين التي يزيد سمكها عن 1/8 بوصة شفافة.

في حين أن الضباب والشفافية معنيين فقط بما إذا كان الضوء ينحرف أو يمر عبر عينة ، فإن اللمعان يعتمد على كيفية انحراف هذا الضوء. العينة اللامعة - المصطلح يعني الشيء نفسه في اللغة التقنية والعلمانية - يحرف الضوء "بشكل متماسك" ، مما يعني أنه ينحرف جميعًا بنفس الطريقة. يعتبر اللمعان ظاهرة سطحية بشكل صارم ، وتحقيق نعومة جيدة للسطح أمر بالغ الأهمية لتحقيق اللمعان العالي. اللمعان ليس مجرد مصطلح آخر للضباب السطحي ، لأنه يعتمد بشدة على الزاوية التي يتم فيها عرض العينة. يمكن أن تكون العينة الضبابية لامعة ، وفي هذه الحالة يُقال إنها تحتوي على "لمعان". وفقًا لـ "دليل عملي للبولي إيثيلين ،" أصبحت أنواع جديدة من البولي إثيلين المنخفض الكثافة متاحة منذ التسعينيات والتي أتاحت استخدام مواد تغليف أكثر ثباتًا مع لمعان أعلى.