Optinės polietileno savybės

Polietilenas yra komercinis plastikas, kuris pateko į beveik visas įmanomas programas. Daugiau nei 100 milijardų svarų. polietileno buvo pagaminti 2000 m., sudaryti iš maišelių, šiukšliadėžių, butelių ir kitų prekių iki specialių gaminių, tokių kaip protezuoti klubų lizdai. Kai kuriais atvejais optinės polietileno savybės yra svarbios estetiniu požiūriu: blizgi pakuotė yra patrauklesnė nei nuobodi. Kitais atvejais susidomėjimas yra praktiškas, pavyzdžiui, norint pamatyti skysčio lygį butelio viduje. Visais atvejais polietileno mėginio optinės savybės priklauso nuo jo molekulinės struktūros.

Yra du pagrindiniai polietileno tipai, todėl norint suprasti jų optines savybes labai svarbu žinoti jų skirtumus. Didelio tankio polietilenas (DTPE) molekuliniu lygiu yra vienodas, o tai leidžia molekulėms sandariai supakuoti ir suformuoti kristalinius pleistrus. Mažo tankio polietilenas (LDPE) yra mažiau vienodas ir paprastai neturi sutvarkytos vidinės struktūros. Polietilenas taip pat gali būti skirstomas pagal molekulinę masę arba jo polimerų grandinių vidutinį ilgį. Šie veiksniai vaidina pagrindinį vaidmenį nustatant pagrindines polietileno optines savybes: drumstumą, skaidrumą ir blizgesį.

Migla yra būtent tai, kaip skamba: matas, kaip drumstas atrodo mėginys. Tiksliau, migla yra šviesos kiekio, nukreipto per mėginį nuvažiuotą atstumą, matas. Čia svarbu atskirti HDPE ir LDPE. HDPE kristaliniai pleistrai šviesą nukreipia kaip stiklo smėlio grūdeliai. Šviesos deformacijos laipsnis iš dalies priklauso nuo kristalinio pleistro dydžio, todėl drumstumas linkęs didėti priklausomai nuo polietileno tankio. Polietileno mėginio gamybos būdas taip pat stipriai veikia miglą, nes ne tik dydis, bet ir taip pat kristalų orientacija įtakoja miglą dėl šviesos ir kristalo sąveikos struktūra. Kuo greičiau mėginys atvėsinamas jį suformavus, tuo mažiau jis gali būti miglotas dėl to, kad polimero grandinės turi mažiau laiko persitvarkyti į kristalines struktūras.

Be kristališkumo mėginyje, paviršiaus šiurkštumas sukelia šviesos deformaciją ir todėl vaidina svarbų vaidmenį matuojant polietileno mėginio drumstumą. Šiuo atveju pagrindinį vaidmenį atlieka polietileno molekulinė masė - kiek laiko yra polimero grandinės. Apskritai, ilgesnės grandinės lemia didesnį paviršiaus šiurkštumą ir didesnį paviršiaus drumstumą. Apdorojimo sąlygos taip pat lemia paviršiaus rūką. Į plėvelę išpūstas polietileno mėginys įgauna savo formą kaip burbulas, be paviršiaus ar liejimo formų, turinčių įtakos paviršiui, ir būna labai lygus. Tai sumažina jo paviršiaus miglą. Storesni mėginiai, kurie yra suformuoti, išspaudžiami ar išlieti, gali turėti daugiau ar mažiau paviršiaus drumstumą, priklausomai nuo paviršių, su kuriais jie liečiasi, mikroskopinio lygumo.

Paprasčiau tariant, skaidrumas reiškia objekto aiškumą. Techniškiau, tai yra šviesos kiekio matas, leidžiantis ją praleisti per objektą, jo neišsklaidžius ar nukreipus viduje esančiomis dalelėmis. Polietilenui, kaip ir daugumai medžiagų, kuo plonesnis mėginys, tuo didesnis skaidrumas - yra tik mažiau galimybių dalelei nukreipti per ją sklindančią šviesą. Todėl skaidrumas yra susijęs su migla: kuo mėginys yra miglotesnis, tuo mažiau skaidrus. Tačiau, skirtingai nuo miglos, skaidrumas yra „viso mėginio“ matavimas, o storis yra svarbus: net ir labai mažai drumstas polietileno mėginys nebus skaidrus, jei šviesa turi toli nukeliauti. Remiantis „Polietileno vadovu“, daugiau kaip 1/8 colio storio polietileno pavyzdžiai retai būna skaidrūs.

Nors migla ir skaidrumas yra susijusios tik su tuo, ar šviesa nukreipiama, ar praleidžiama per mėginį, blizgesys priklauso nuo to, kaip ta šviesa nukreipiama. Blizgus pavyzdys - terminas reiškia tą patį dalyku technine ir pasauliečių kalba - šviesą nukreipia „nuosekliai“, o tai reiškia, kad visa tai nukreipiama vienodai. Blizgesys yra griežtai paviršiaus reiškinys, o norint pasiekti aukštą blizgesį, labai svarbu pasiekti gerą paviršiaus lygumą. Blizgesys nėra tiesiog kitas paviršiaus miglos terminas, nes jis labai priklauso nuo kampo, kuriuo matomas mėginys. Miglotas mėginys gali būti blizgus, tokiu atveju sakoma, kad jis turi „blizgesį“. Pagal „Praktinį polietileno vadovą“ nuo 1990-ųjų atsirado naujų tipų LDPE, kurie leido tvirtesnes pakuotes, kurių blizgesys buvo didesnis.