Оптические свойства полиэтилена.

Полиэтилен - это промышленный пластик, который нашел свое применение почти во всех мыслимых сферах применения. Более 100 миллиардов фунтов. полиэтилена были произведены в 2000 году, из него было получено все: от пакетов, контейнеров, бутылок и других товаров до специальных изделий, таких как протезы тазобедренных суставов. В некоторых случаях оптические свойства полиэтилена важны с эстетической точки зрения: глянцевая упаковка более привлекательна, чем тусклая. В других случаях интерес практичен, например, чтобы увидеть уровень жидкости внутри бутылки. Во всех случаях оптические свойства образца полиэтилена зависят от его молекулярной структуры.

Существует два основных типа полиэтилена, и знание их разницы имеет решающее значение для понимания их оптических свойств. Полиэтилен высокой плотности (HDPE) однороден на молекулярном уровне, что позволяет молекулам плотно упаковываться и образовывать кристаллические пятна. Полиэтилен низкой плотности (LDPE) менее однороден и, как правило, не имеет упорядоченной внутренней структуры. Полиэтилен также можно классифицировать по молекулярной массе или средней длине его полимерных цепей. Эти факторы играют ключевую роль в определении основных оптических свойств полиэтилена: матовости, прозрачности и блеска.

Мутность - это именно то, на что это похоже: мера того, насколько мутным выглядит образец. Точнее, дымка - это мера количества света, которое отклоняется на расстояние, пройденное через образец. Здесь важно различие между HDPE и LDPE. Кристаллические пятна HDPE отклоняют свет, как песчинки в стекле. Степень отклонения света частично зависит от размера кристаллического пятна, поэтому мутность имеет тенденцию увеличиваться с увеличением плотности полиэтилена. Метод изготовления образца полиэтилена также сильно влияет на матовость, так как не только размер, но и также ориентация кристаллов влияет на матовость из-за взаимодействия света с кристаллом состав. Чем быстрее образец охлаждается после придания ему формы, тем меньше он может быть мутным из-за того, что полимерные цепи имеют меньше времени для перегруппировки в кристаллические структуры.

Помимо кристалличности внутри образца, шероховатость поверхности вызывает отклонение света и, следовательно, играет роль в измерении мутности образца полиэтилена. В этом случае молекулярная масса полиэтилена - длина полимерных цепей - играет важную роль. Как правило, более длинные цепи приводят к большей шероховатости поверхности и большей матовости. Условия обработки также влияют на матовость поверхности. Образец полиэтилена, который выдувают в пленку, принимает форму пузыря, без соприкосновения формы или штампа с поверхностью, и имеет тенденцию быть очень гладким. Это уменьшает матовость его поверхности. Более толстые образцы, которые формованы, экструдированы или отлиты, могут иметь большую или меньшую матовость поверхности в зависимости от микроскопической гладкости поверхностей, с которыми они соприкасаются.

Проще говоря, прозрачность означает, насколько ясен объект. С технической точки зрения, это мера количества света, который проходит через объект, не рассеиваясь и не отклоняясь от частиц внутри. Для полиэтилена, как и для большинства материалов, чем тоньше образец, тем лучше прозрачность - у частицы меньше шансов отклонить проходящий через нее свет. Таким образом, прозрачность связана с мутностью: чем мутнее образец, тем менее прозрачен. Однако, в отличие от дымки, прозрачность - это измерение «всего образца», и толщина имеет значение: даже образец полиэтилена с очень низкой матовостью не будет прозрачным, если свету придется пройти далеко. Согласно «Справочнику по полиэтилену», образцы полиэтилена толщиной более 1/8 дюйма редко бывают прозрачными.

В то время как дымка и прозрачность связаны только с тем, отклоняется ли свет или проходит через образец, глянец зависит от того, как этот свет отклоняется. Глянцевый образец - этот термин означает одно и то же на техническом и непрофессиональном языке - отражает свет «когерентно», что означает, что он все отклоняется одинаково. Глянец - это строго явление поверхности, и достижение хорошей гладкости поверхности имеет решающее значение для достижения высокого блеска. Глянец - это не просто еще один термин для обозначения матовости поверхности, поскольку он сильно зависит от угла обзора образца. Мутный образец может быть глянцевым, и в этом случае говорят, что он имеет «блеск». Согласно «Практическому руководству по полиэтилену», С 1990-х годов стали доступны новые типы ПВД, которые позволили получить более прочные упаковочные материалы с более высоким блеском.