Optische Eigenschaften von Polyethylen

Die optischen Eigenschaften von Polyethylen sind in Verpackungsanwendungen wichtig.

Polyethylen ist ein kommerzieller Kunststoff, der in fast jede denkbare Anwendung Eingang gefunden hat. Mehr als 100 Milliarden Pfund. aus Polyethylen wurden im Jahr 2000 hergestellt und zu allem verarbeitet, von SĂ€cken, Eimern, Flaschen und anderen GebrauchsgegenstĂ€nden bis hin zu Spezialprodukten wie prothetischen HĂŒftpfannen. In einigen FĂ€llen sind die optischen Eigenschaften von Polyethylen von einem Ă€sthetischen Standpunkt aus wichtig: GlĂ€nzende Verpackungen sind attraktiver als langweilig. In anderen FĂ€llen ist das Interesse praktisch, da es in der Lage ist, das FlĂŒssigkeitsniveau in einer Flasche zu sehen. In allen FĂ€llen hĂ€ngen die optischen Eigenschaften einer Polyethylenprobe von ihrer MolekĂŒlstruktur ab.

Typen

Es gibt zwei grundlegende Arten von Polyethylen, und es ist entscheidend, den Unterschied zwischen ihnen zu kennen, um ihre optischen Eigenschaften zu verstehen. Hochdichtes Polyethylen (HDPE) ist auf molekularer Ebene einheitlich, wodurch die MolekĂŒle dicht gepackt werden und kristalline Flecken bilden können. Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) ist weniger einheitlich und neigt dazu, keine innere Struktur aufzuweisen. Polyethylen kann auch nach Molekulargewicht oder der durchschnittlichen LĂ€nge seiner Polymerketten kategorisiert werden. Diese Faktoren spielen eine SchlĂŒsselrolle bei der Bestimmung der wichtigsten optischen Eigenschaften von Polyethylen: TrĂŒbung, Transparenz und Glanz.

Dunst

Haze ist genau wie es sich anhört: ein Maß dafĂŒr, wie trĂŒb eine Probe erscheint. Genauer gesagt ist die TrĂŒbung ein Maß fĂŒr die Lichtmenge, die pro zurĂŒckgelegter Strecke durch eine Probe abgelenkt wird. Hier ist die Unterscheidung zwischen HDPE und LDPE wichtig. HDPE kristalline Flecken lenken Licht wie Sandkörner in Glas ab. Der Grad der Lichtablenkung hĂ€ngt teilweise von der GrĂ¶ĂŸe des kristallinen Flecks ab, so dass die TrĂŒbung mit der Dichte des Polyethylens zunimmt. Das Herstellungsverfahren einer Polyethylenprobe hat auch eine starke Wirkung auf die TrĂŒbung, da nicht nur die GrĂ¶ĂŸe, sondern auch die Orientierung der Kristalle die TrĂŒbung aufgrund der Wechselwirkung des Lichts mit der Kristallstruktur beeinflusst. Je schneller eine Probe abgekĂŒhlt wird, nachdem sie geformt wurde, desto weniger trĂŒb ist es wahrscheinlich, dass die Polymerketten weniger Zeit haben, sich in kristalline Strukturen umzuordnen.

OberflÀchen-Haze

ZusĂ€tzlich zur KristallinitĂ€t innerhalb der Probe verursacht die OberflĂ€chenrauhigkeit eine Lichtablenkung und spielt daher eine Rolle bei der TrĂŒbungsmessung einer Polyethylenprobe. In diesem Fall spielt das Molekulargewicht des Polyethylens - wie lange die Polymerketten sind - eine große Rolle. Im Allgemeinen fĂŒhren lĂ€ngere Ketten zu mehr OberflĂ€chenrauhigkeit und mehr OberflĂ€chentrĂŒbung. Die Verarbeitungsbedingungen berĂŒcksichtigen auch die OberflĂ€chentrĂŒbung. Eine Polyethylenprobe, die zu einem Film geblasen wird, nimmt ihre Form wie eine Blase an, ohne dass Schimmel oder Schimmel auf die OberflĂ€che auftrifft, und neigt dazu, sehr glatt zu sein. Dies verringert seine OberflĂ€chentrĂŒbung. Dickere Proben, die geformt, extrudiert oder gegossen werden, können mehr oder weniger OberflĂ€chentrĂŒbung aufweisen, abhĂ€ngig von der mikroskopischen GlĂ€tte der OberflĂ€chen, mit denen sie in Kontakt kommen.

Transparenz

Einfach gesagt, Transparenz bezieht sich darauf, wie klar ein Objekt ist. Technisch gesehen ist es ein Maß fĂŒr die Menge an Licht, die es durch das Objekt durchlĂ€sst, ohne von Partikeln im Inneren gestreut oder abgelenkt zu werden. Wie bei den meisten Materialien gilt auch fĂŒr Polyethylen: Je dĂŒnner die Probe ist, desto besser ist die Transparenz - die Wahrscheinlichkeit, dass ein Partikel Licht durchlĂ€sst, ist geringer. Die Transparenz hĂ€ngt daher von der TrĂŒbung ab: Je dunstiger eine Probe ist, desto weniger transparent. Im Gegensatz zur TrĂŒbung ist Transparenz jedoch eine "Ganzproben" -Messung, und die Dicke ist wichtig: Selbst eine Polyethylenprobe mit sehr geringer TrĂŒbung ist nicht transparent, wenn das Licht weit wandern muss. GemĂ€ĂŸ "Handbook of Polyethylen" sind Polyethylenproben mit einer Dicke von mehr als 1/8 Zoll selten transparent.

Glanz

WĂ€hrend sich Dunst und Transparenz nur darauf beziehen, ob Licht abgelenkt oder durch eine Probe geleitet wird, hĂ€ngt der Glanz davon ab, wie das Licht abgelenkt wird. Ein Muster, das glĂ€nzend ist - der Begriff bedeutet in der Technik- und Laiensprache das Gleiche - lenkt das Licht "kohĂ€rent" ab, was bedeutet, dass alles auf die gleiche Weise abgelenkt wird. Glanz ist streng genommen ein OberflĂ€chenphĂ€nomen, und das Erreichen einer guten OberflĂ€chenglĂ€tte ist entscheidend, um einen hohen Glanz zu erzielen. Glanz ist nicht einfach ein anderer Ausdruck fĂŒr OberflĂ€chentrĂŒbung, da er stark vom Betrachtungswinkel der Probe abhĂ€ngt. Eine trĂŒbe Probe kann glĂ€nzend sein, in diesem Fall soll sie einen "Glanz" haben. Laut "Practical Guide to Polyethylen" sind seit den 1990er Jahren neue LDPE-Typen verfĂŒgbar, die robustere Verpackungsmaterialien mit höherem Glanz ermöglichen.

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