Giới thiệu về nhựa kỹ thuật trong suốt
Nhựa kỹ thuật trong suốt thường đề cập đến một loại nhựa kỹ thuật có độ trong suốt quang học tuyệt vời, chỉ số độ vàng và sương mù thấp, có thể được xử lý bằng các quy trình đúc như đúc, phun, ép đùn, in 3D, v.v. và chủ yếu được sử dụng trong sản xuất thành phần quang học.
Nhựa kỹ thuật trong suốt chủ yếu bao gồm polyolefin, chẳng hạn như polyme olefin tuần hoàn (COC hoặc COP); Polyester, chẳng hạn như PMMA, PET, PBT, PEN, PC, v.v; Polysulfone, chẳng hạn như polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), v.v; Polyamid (PA), chẳng hạn như nylon trong suốt; Nhựa fluoroplastic trong suốt, chẳng hạn như chất đồng trùng hợp poly (vinylidene fluoride hexafluoropropylene) (PVDF HFP) và polyimide trong suốt (PI).
Trong các ứng dụng thực tế, nhựa kỹ thuật trong suốt có thể được sử dụng làm nhựa kỹ thuật một mình trong sản xuất các thành phần quang học và cũng có thể được sử dụng làm ma trận của vật liệu composite trong suốt trong kỹ thuật quang học.
Trong các lĩnh vực ứng dụng truyền thống, nhựa kỹ thuật trong suốt có thể được sử dụng làm thấu kính trong lĩnh vực sản xuất các thành phần quang học như kính và thấu kính, làm các thành phần trong suốt (đèn, cửa sổ, nội thất, v.v.) trong lĩnh vực sản xuất ô tô và máy bay, như vật liệu cách nhiệt trong suốt (TIM) trong lĩnh vực xây dựng và là vật liệu tiêu hao trong suốt trong lĩnh vực sản xuất bồi đắp (in 3D).
Trong lĩnh vực mới nổi, nhựa kỹ thuật trong suốt có thể được áp dụng cho chất nền trong suốt của đèn điốt phát sáng (LED), thiết bị phân hủy nước thải xúc tác quang và các thành phần quang học của thiết bị điện tử linh hoạt, pin mặt trời linh hoạt, cảm biến linh hoạt và các thiết bị khác. Vì vậy, việc nghiên cứu và phát triển nhựa kỹ thuật trong suốt nhận được nhiều sự quan tâm trong những năm gần đây.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ trong suốt của nhựa kỹ thuật
“Độ trong suốt” là đặc tính có giá trị cao đối với hầu hết các loại nhựa kỹ thuật, đặc biệt là các sản phẩm đầu cuối nhựa kỹ thuật quang học. Nhựa kỹ thuật vô định hình thường có độ trong suốt quang học tốt, trong khi đối với các vật liệu có độ kết tinh cao, đặc biệt là các sản phẩm có độ dày cao, chẳng hạn như các bộ phận phun nhựa, quá trình kết tinh thường dẫn đến khúc xạ ánh sáng, do đó làm giảm độ trong suốt của sản phẩm.
Để làm cho nhựa kỹ thuật tinh thể trong suốt, phương pháp thường được sử dụng là giảm kích thước tế bào. Các tinh thể nhỏ hơn có thể tránh được hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Ngoài ra, độ truyền ánh sáng của một số loại nhựa kỹ thuật bán tinh thể cũng có thể được cải thiện thông qua công nghệ phụ gia.
Đối với PET, trừ khi các chất phụ gia đặc biệt được thêm vào để thúc đẩy quá trình kết tinh, bản thân PET cũng là một vật liệu kết tinh chậm. PET vô định hình trong suốt và cứng, sẽ mềm (~80 độ) ở nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg).
Tuy nhiên, nếu vật liệu được nung nóng đến 120~130 độ, nó có xu hướng trở nên đục do hình thành các tinh thể. Ví dụ, đối với vật liệu polyamit (nylon), nylon vô định hình thực sự trong suốt và sẽ không kết tinh trong điều kiện đúc thông thường, nhưng nhựa kỹ thuật nylon 6 bán tinh thể thường cần tốc độ làm lạnh nhanh và thiết kế thành mỏng để đạt được độ trong suốt.
Nếu độ dày của sản phẩm vượt quá 1 ~ 1,5 mm hoặc nhiệt độ khuôn cao khi làm mát, các vật liệu này sẽ bắt đầu xuất hiện độ đục liên quan đến sự hình thành tinh thể.
Tóm lại, đối với nhựa kỹ thuật nguyên chất, yếu tố chính ảnh hưởng đến độ trong suốt quang học của chúng là tính chất tinh thể của khối polyme. Đối với hỗn hợp polyme/polyme, sự tách pha và chênh lệch chiết suất do sự không khớp cực giữa các thành phần là những nguyên nhân chính ảnh hưởng đến độ trong suốt quang học của chúng.
Đối với nhựa kỹ thuật tổng hợp polyme/vô cơ, sự tán xạ ánh sáng gây ra bởi sự không khớp chiết suất giữa ma trận polyme và vật liệu gia cố vô cơ là yếu tố chính ảnh hưởng đến độ trong suốt quang học của nó. Nói tóm lại, độ trong suốt của nhựa kỹ thuật có liên quan chặt chẽ đến tính chất của vật liệu polymer và điều kiện xử lý.