Polietilēna optiskās īpašības

Polietilēns ir komerciāla plastmasa, kas ir nonākusi gandrīz visos iespējamos pielietojumos. Vairāk nekā 100 miljardi mārciņu. polietilēna tika ražoti 2000. gadā, sākot no maisiņiem, tvertnēm, pudelēm un citām precēm līdz īpašiem priekšmetiem, piemēram, gurnu protezēšanai. Dažos gadījumos polietilēna optiskās īpašības ir svarīgas no estētiskā viedokļa: glancēts iepakojums ir pievilcīgāks nekā blāvs. Citos gadījumos interese ir praktiska, piemēram, lai redzētu šķidruma līmeni pudeles iekšpusē. Visos gadījumos polietilēna parauga optiskās īpašības ir atkarīgas no tā molekulārās struktūras.

Ir divi pamata polietilēna veidi, un, lai saprastu to optiskās īpašības, ir svarīgi zināt atšķirību starp tiem. Augsta blīvuma polietilēns (HDPE) molekulārā līmenī ir vienmērīgs, kas ļauj molekulām cieši iepakoties un veidot kristāliskus plankumus. Zema blīvuma polietilēns (LDPE) ir mazāk vienveidīgs, un tam parasti nav sakārtotas iekšējās struktūras. Polietilēnu var klasificēt arī pēc molekulmasas vai tā polimēru ķēžu vidējā garuma. Šie faktori spēlē galveno lomu, nosakot galvenās polietilēna optiskās īpašības: dūmaka, caurspīdīgums un spīdums.

Migla ir tieši tā, kā izklausās: mērs tam, cik mākoņains parādās paraugs. Precīzāk, dūmaka ir gaismas daudzuma mērījums, kas tiek novirzīts uz katru parauga nobraukto attālumu. Šeit ir svarīga atšķirība starp HDPE un LDPE. HDPE kristāliskie plankumi gaismu novirza kā stikla smilšu graudi. Gaismas novirzes pakāpe daļēji ir atkarīga no kristāliskā plākstera lieluma, tāpēc dūmaka mēdz palielināties līdz ar polietilēna blīvumu. Polietilēna parauga izgatavošanas metodei ir spēcīga ietekme arī uz dūmaku, jo ne tikai izmērs, bet arī kristālu orientācija ietekmē miglu gaismas un kristāla mijiedarbības dēļ struktūru. Jo ātrāk paraugs tiek atdzesēts pēc formas, jo mazāks tas ir iespējams, jo polimēru ķēdēm ir mazāk laika pārkārtoties kristāliskās struktūrās.

Papildus kristāliskumam paraugā virsmas raupjums rada gaismas novirzi, un tāpēc tam ir nozīme polietilēna parauga dūmaka mērīšanā. Šajā gadījumā lielu lomu spēlē polietilēna molekulmasa - cik garas ir polimēru ķēdes. Parasti garākas ķēdes rada lielāku virsmas raupjumu un lielāku virsmas miglošanos. Apstrādes apstākļi ņem vērā arī virsmas miglojumu. Polietilēna paraugs, kas tiek izpūsts plēvē, iegūst savu formu kā burbulis, bez virsmas veidojošas formas un formas, kas mēdz būt ļoti gluds. Tas samazina tā virsmas dūmaku. Biezākiem paraugiem, kas ir veidņi, ekstrudēti vai lieti, var būt lielāka vai mazāka virsmas dūmaka atkarībā no to virsmu mikroskopiskās gluduma, ar kurām tie saskaras.

Vienkāršāk sakot, caurspīdīgums attiecas uz objekta skaidrību. Tehniskāk sakot, tas ir gaismas daudzuma mērījums, kas to iziet cauri objektam, to neizkliedējot vai novirzot iekšpusē esošām daļiņām. Polietilēnam, tāpat kā lielākajai daļai materiālu, jo plānāks ir paraugs, jo labāka ir caurspīdība - daļiņām ir tikai mazāk iespēju novirzīt caurspīdīgo gaismu. Tāpēc caurspīdīgums ir saistīts ar dūmaku: jo vairāk miglains ir paraugs, jo mazāk caurspīdīgs. Tomēr atšķirībā no miglas, caurspīdīgums ir “visa parauga” mērījums, un biezumam ir nozīme: Pat ļoti zemas dūmuma polietilēna paraugs nebūs caurspīdīgs, ja gaismai ir jāiet tālu. Saskaņā ar “Polietilēna rokasgrāmatu” polietilēna paraugi, kuru biezums pārsniedz 1/8 collas, reti ir caurspīdīgi.

Ja migla un caurspīdīgums attiecas tikai uz to, vai gaisma tiek novirzīta vai izlaista caur paraugu, spīdums ir atkarīgs no tā, kā šī gaisma tiek novirzīta. Spīdīgs paraugs - termins tehniskajā un laikrakstā nozīmē to pašu - novirza gaismu “sakarīgi”, kas nozīmē, ka tas viss tiek novirzīts vienādi. Spīdums ir stingri virsmas fenomens, un, lai panāktu augstu spīdumu, ir svarīgi panākt labu virsmas gludumu. Spīdums nav vienkārši vēl viens termins virsmas miglājumam, jo ​​tas ir ļoti atkarīgs no leņķa, kādā paraugs tiek skatīts. Miglains paraugs var būt spīdīgs, tādā gadījumā tiek teikts, ka tam ir "spīdums". Saskaņā ar “Praktisko rokasgrāmatu par polietilēnu” kopš 1990. gadiem ir kļuvuši pieejami jauni LDPE veidi, kas ir ļāvuši izturīgākus iepakojuma materiālus ar lielāku spīdumu.