Optiske egenskaber af polyethylen

Polyethylen er en kommerciel plastik, der har fundet vej ind i næsten enhver tænkelig anvendelse. Mere end 100 milliarder lbs. af polyethylen blev produceret i 2000, dannet i alt fra poser, kasser, flasker og andre varer til specialgenstande som proteser i hoftestik. I nogle tilfælde er de optiske egenskaber af polyethylen vigtige ud fra et æstetisk synspunkt: Blank emballage er mere attraktiv end kedelig. I andre tilfælde er interessen praktisk, som for at kunne se væskeniveauet inde i en flaske. I alle tilfælde afhænger de optiske egenskaber af en polyethylenprøve af dens molekylære struktur.

Der er to basistyper af polyethylen, og det er afgørende at kende forskellen mellem dem for at forstå deres optiske egenskaber. Højdensitetspolyethylen (HDPE) er ensartet på molekylært niveau, hvilket gør det muligt for molekylerne at pakke tæt og danne krystallinske pletter. Polyethylen med lav densitet (LDPE) er mindre ensartet og har tendens til ikke at have ordnet intern struktur. Polyethylen kan også kategoriseres efter molekylvægt eller den gennemsnitlige længde af dets polymerkæder. Disse faktorer spiller nøgleroller i bestemmelsen af ​​de vigtigste optiske egenskaber ved polyethylen: tåge, gennemsigtighed og glans.

Dis er nøjagtigt, hvordan det lyder: et mål for, hvor overskyet en prøve vises. Mere præcist er dis et mål for den mængde lys, der afbøjes pr. Tilbagelagt afstand gennem en prøve. Her er forskellen mellem HDPE og LDPE vigtig. HDPE's krystallinske pletter afbøjer lys som sandkorn i glas. Graden af ​​lysafbøjning er delvist afhængig af størrelsen af ​​det krystallinske plaster, så tåge har tendens til at stige med densiteten af ​​polyethylen. Fremstillingsmetoden for en polyethylenprøve har også en stærk virkning på tågen, ikke kun størrelse, men også krystallernes orientering påvirker tågen på grund af interaktion mellem lyset og krystallen struktur. Jo hurtigere en prøve afkøles, efter at den er formet, jo mindre tåget skyldes det sandsynligvis, at polymerkæderne har mindre tid til at omarrangere til krystallinske strukturer.

Ud over krystallinitet i prøven forårsager overfladeruhed lysafbøjning og spiller derfor en rolle i dismåling af en polyethylenprøve. I dette tilfælde spiller polyethylenens molekylvægt - hvor længe polymerkæderne er - en vigtig rolle. Generelt fører længere kæder til mere overfladeruhed og mere overfladetåge. Forarbejdningsbetingelser påvirker også overfladetåge. En polyethylenprøve, der blæses ind i en film, har form som en boble uden form eller matrice, der rammer overfladen og har tendens til at være meget glat. Dette mindsker overfladens tåge. Tykkere prøver, der er støbt, ekstruderet eller støbt, kan have mere eller mindre overfladetåge afhængigt af den mikroskopiske glathed af de overflader, som de kommer i kontakt med.

Enkelt sagt henviser gennemsigtighed til, hvor klart et objekt er. Mere teknisk er det et mål for mængden af ​​lys, der gør det gennem objektet uden at blive spredt eller afbøjet af partikler indeni. For polyethylen, som med de fleste materialer, jo tyndere prøven er, jo bedre er gennemsigtigheden - der er bare færre chancer for, at en partikel afbøjer lys, der bevæger sig igennem. Gennemsigtighed er derfor relateret til tåge: Jo mere uklar en prøve er, jo mindre gennemsigtig. I modsætning til tåge er gennemsigtighed imidlertid en "helprøve" -måling, og tykkelsen betyder noget: Selv en meget lavt tåge polyethylenprøve vil ikke være gennemsigtig, hvis lyset skal rejse langt. Ifølge "Håndbog med polyethylen" er polyethylenprøver, der er mere end 1/8 tomme tykke sjældent gennemsigtige.

Mens uklarhed og gennemsigtighed kun vedrører, om lyset afbøjes eller føres gennem en prøve, afhænger glans af, hvordan dette lys afbøjes. En prøve, der er blank - udtrykket betyder det samme på teknisk og lægsprog - afbøjer lyset "sammenhængende", hvilket betyder, at det hele afbøjes på samme måde. Glans er strengt taget et overfladefænomen, og at opnå god overfladeglathed er afgørende for at opnå højglans. Glans er ikke blot et andet udtryk for overfladetåge, idet det i høj grad afhænger af den vinkel, hvor prøven ses. En uklar prøve kan være blank, i hvilket tilfælde den siges at have en "glans". Ifølge "Praktisk vejledning til polyethylen" nye typer LDPE er blevet tilgængelige siden 1990'erne, der har muliggjort robuste emballagematerialer med højere glans.