Ekstrusioonimasin: läbipaistvate polümeeride valguse läbilaskvus, omadused ja rakendused

Piimapudelitest optiliste läätsede, telerite või mobiiltelefonideni... läbipaistva plasti rakenduste loetelu on lõputu. Tänapäeval ümbritseb meid palju erinevaid läbipaistvaid või läbipaistvalt modifitseeritud plastmaterjale, mis muudavad tooted traditsioonilisest klaasist atraktiivsemaks ja kaasaskantavamaks.
Nüüd kasutavad mitmed tootjad läbipaistvate plastmaterjalide kvaliteeti ja värvikonsistentsi ära mitmesuguste rakenduste jaoks:
1. toota kergeid, vastupidavaid ja purunemiskindlaid tooteid;
2. Tootmiskulude vähendamine;
3. keeruka geomeetriaga ja ainulaadse kujuga komponentide tootmine;
4. Saavutab klaasiga võrreldava nähtava valguse läbilaskvuse ja/või optilise murdumisnäitaja
Ja nii edasi…

Mõned populaarsed rakendusvaldkonnad, mis saavad kasu ülaltoodud eelistest, on järgmised:

1. Pakend (toit, kosmeetika ……)
2. Tarbekaubad (toidupurgid, andmesalvestustooted, läätsed ……)
3. Arhitektuurklaas (akvaariumid, turvatalad ……)
4. Autotööstuse ja elektri komponendid (LED, esitulede katted ……)
5. Tervishoid (süstlad ……)
6. Põllumajanduskile
Siiski väärib märkimist, et vaatamata laiale rakenduste valikule vastavad vaid vähesed polümeerid sellistele nõudlikele materjalispetsifikatsioonidele.
Heitkem pilk sellele „läikivale“ plastide kategooriale ja tehkem kokkuvõte mõnede läbipaistvate polümeeride (PC, PMMA, PET, SMMA, COC jne) omadustest ja populaarsetest kasutusaladest!
Piiratud ruumi tõttu ei korrata selles artiklis PS/SBC/ASA/MBS/PCTA+PCTG/PMP (polümetüülpenteen) ja teisi uusi läbipaistvaid polümeere.

Polükarbonaat (PC)
Polükarbonaat (PC)on kõrgjõudlusega, vastupidav, amorfne ja läbipaistev termoplastpolümeer, millel on ainulaadne kombinatsioon suurest löögikindlusest, mõõtmete stabiilsusest ja headest mehaanilistest omadustest. See laseb läbi üle 90% valgusest ja blokeerib UV-kiirgust ning pakub 100% kaitset päikese kahjulike UV-kiirte eest.

Polükarbonaadist leht-/toru ekstruuderiskasutatakse mitmesugustes igapäevastes rakendustes:
Elektri- ja elektroonikaseadmed (LED-tuled, pistikud, mobiiltelefonid ……)
Autotööstus (esitulede raamid, ukselingid, radiaatorivõred ja sisemised läätsed)
Põllumajandus (kasvuhoonete kattematerjalid)
Tarbekaubad (klaasid, kodumasinad, toiduga kokkupuutuvad tooted ……)
Meditsiiniline (kirurgilised instrumendid, seadmed ……)
Löögikatsetes on polükarbonaatklaasist läbipaistvad lehed 200 korda tugevamad kui sama paksusega klaas ja neid on lihtne lõigata.
Läbipaistev nailon (PA TR)
Diamiini, dihappe või aminohappe tüübi muutmisega saab saada erinevate füüsikalis-keemiliste omadustega nailonivariante, sealhulgas üldotstarbelist nailonit, pika süsinikuahelaga nailonit, kõrgele temperatuurile vastupidavat nailonit, läbipaistvat nailonit ja nailonelastomeeri. Läbipaistev nailon on amorfne või mikrokristalne termoplastne nailon, mille valguse läbilaskvus on kuni 90%, lähedane PMMA-le.
Kuna läbipaistval nailonil on parem õli-, korrosiooni-, hõõrdumis- ja kriimustuskindlus kui teistel läbipaistvatel plastidel, kasutatakse seda laialdaselt autotööstuses, elektri- ja elektroonikatööstuses, mehaanikas, optikas, spordis ja muudes valdkondades.
Akrüül-PMMA
PMMA on jäik ja läbipaistev termoplastmaterjal, mida kasutatakse laialdaselt klaasi „purunemiskindla“ alternatiivina. Sellel polümeeril on teiste läbipaistvate plastide (PC, PS) ees mitmeid tehnilisi eeliseid, näiteks:

Kõrge UV- ja ilmastikukindlus.
Kuni 92% valguse läbilaskvuse ja optiliste omadustega, piiramatud värvimisvõimalused.
Need eelised muudavad PMMA lehtmetalli ekstruuderi sobivaks arhitektuuri ja ehituse jaoks kasvuhoonete, merekeskuste, autoakende, lambivarjude, tulede, elektroonikaseadmete näidikute, disainmööbli jms ehitamiseks.
Polüetüleentereftalaat (PET)
PET on mitmekülgne läbipaistev termoplastne polümeer, mida iseloomustab suurepärane mehaaniliste, termiliste, keemiliste ja mõõtmete stabiilsuse omaduste kombinatsioon. PET võib olla läbipaistmatu, valge ja läbipaistev, olenevalt selle kristallilisest ja amorfsest struktuurist.
PET-i ihaldusväärsed omadused (läbipaistvus, kerge kaal, suur tugevus, jäikus, kõrge keemiline vastupidavus, barjääriomadused ja madal hind) teevad sellest eelistatud materjali järgmistel eesmärkidel:
Veepudel
Gaseeritud karastusjookide pakendid
Kiud
Kinofilm

PET-i eelistatakse polükarbonaadile (PC) madalama hinna, parema esteetika ja parema käsitsemise tõttu.
Amorfne kopolüester (PETG)
Amorfsed kopolüestrid, näiteks PETG, on mitmekülgsed ja neid saab kasutada paljudes rakendustes. Amorfsed kopolüestrid ühendavad suurepärase läbipaistvuse ja vastupidavuse silmapaistva kuuma- ja keemilise vastupidavusega.
PETG-d saab kasutada PC, PMMA ja PC/polüestri otsese asendajana väikeste muudatustega või ilma nendeta.

Polüvinüülkloriid (PVC)
PVC on amorfne termoplast, millel on suurepärane läbipaistvus. Läbipaistvad PVC-lehed ühendavad suurepärased mehaanilised omadused ja löögikindluse veekindla läbipaistvuse ning silmapaistva keemilise ja tulekindlusega.
Lisaks on läbipaistvad PVC-torud spetsiaalselt loodud kahjulike UV-kiirte blokeerimiseks. Neid torusid soovitatakse laialdaselt välistingimustes kasutamiseks, mis on avatud päikesevalgusele ja vajavad läbipaistvust.

Läbipaistvate PVC-toodete optilised omadused ulatuvad suurest valguse läbilaskvusest kuni suure läbipaistvuse ja peegeldusvastaste pindadeni ning suure löögikindluseni, mistõttu sobivad need välistingimustes kasutamiseks. Läbipaistvate PVC-lehtede, torude ja läbipaistvate kilede ekstrusiooniliini peamised rakendused on järgmised:
Arhitektuur – valgus, turvaklaas, kasvuhoone ……
Pakend – blisterpakend, toidukile, läbipaistev pakend ……
Meditsiinilised – kotid, voolikud, tilgutid, ühendused, ventiilid ……
Vedel silikoonkumm (LSR)
Vedel silikoonkumm on madala viskoossusega, läbipaistev termoreaktiivne elastomeerühend, millel on:
Suurepärane optiline selgus (94% läbilaskvus)
Vastupidavus (kõrge temperatuuritaluvus kuni 150 °C)
Suurepärane töödeldavus
Disainivabadus

See on kerge materjal, mis on edukalt asendanud klaasi ja teisi termoplastilisi materjale mitmesugustes rakendustes, näiteks suure võimsusega LED-valgustuses, elektroonikas, autotööstuse valgustuses, tarbekaupades, tervishoius jne, kus peamised nõuded on suur läbipaistvus, kuuma-/UV-kindlus ja pikaajaline vastupidavus.
Tsükliline olefiinkopolümeer (COC)
Tsüklilise olefiini kopolümeer (COC) on amorfne, läbipaistev termoplast, mis on toodetud tsükliliste monomeeride ja etaani ahelkopolümerisatsiooni teel. See on suhteliselt uus polümeeride klass võrreldes selliste kaupadega nagu polüpropüleen ja polüetüleen ning on tuntud oma suurepärase optilise selguse, heade mehaaniliste omaduste ja niiskuskindluse poolest.

Tsükliliste olefiinkopolümeeride suurepärased optilised omadused muudavad selle ideaalseks toidukilede, optiliste andmeketaste, täppisläätsede, optiliste kilede ja muu jaoks. Lisaks on tsüklilised olefiinkopolümeerid vastupidavad niiskusele, lahustitele ja steriliseerimisele, muutes need kasulikuks meditsiini- ja bioteaduste rakendustes, näiteks blisterpakendites, meditsiinilistes kandikutes ja mujal.
Polüetüleen (PE)
Polüetüleen on väga vastupidav termoplast, mida kasutatakse laialdaselt mitmetel turgudel (pakendid, autotööstus, elektriseadmed jne) kilede, torude, plastdetailide, laminaatide ja muu tootmiseks. See on maailmas enimtoodetud plast ja seda kasutatakse peaaegu iga päev.

LDPE plasttootmisliin: LDPE on painduv, vastupidav ja läbipaistev ning seda kasutatakse laialdaselt kilekottides, läbipaistvates kiledes, laboriseadmetes ja muudes valdkondades.

Läbipaistev polüpropüleen (PP)
Polüpropüleen on suurepärane vaik, millel on head füüsikalised omadused, kulutõhusus ja taaskasutatavus, kuid selle kristallilise olemuse tõttu on läbipaistvaid PP-lehti keeruline saada. Tänapäeval on aga tänu uutele ülitõhusatele selitavatele lisanditele (tuntud ka kui selitajad) läbipaistva polüpropüleeni (PP) tootmises tehtud olulisi edusamme, kuna need polümeerid pakuvad disainipaindlikkust, lihtsamat töötlemisvõimalust, paremat värvitavust/dekoratiivseid omadusi ja kulude kokkuhoidu kerge kaalu tõttu.

Lisaks võib kiire karastamise ja õige kuumtöötluse kombinatsioon parandada polüpropüleenist ekstrudeeritud lehtede läbipaistvust. Muud eelised, mis muudavad läbipaistva PP elujõuliseks alternatiiviks kallimatele läbipaistvatele materjalidele, nagu klaas ja läbipaistvad plastid (PS, PC, PETG), on järgmised:
Hea jäikuse/löögi tasakaal;
Hea niiskus-/niiskusbarjäär
Fluoritud etüleenpropüleen (FEP)
Fluoritud etüleenpropüleen (FEP) on keemiliselt heksafluoropropüleeni ja tetrafluoroetüleeni kopolümeer. See polümeer laseb läbi suure protsendi ultraviolett- ja nähtavat valgust. Kile kujul oleva FEP-i päevavalguse läbilaskvus on umbes 96%. FEP-kile laseb läbi rohkem ultraviolett-, nähtavat ja infrapunakiirgust kui tavaline klaas.
Stüreenmetüülmetakrülaat (SMMA)
SMMA ehk stüreenmetüülmetakrülaat (SMMA) on väga läbipaistev stüreen-akrüülhappe kopolümeer suurepärase läikiva pinnaga. See ühendab endas stüreenpolümeeride suurepärased töötlemiseelised ja hinna atraktiivsuse suure heleduse ja läbipaistvusega. SMMA muud eelised on:
Suurepärane termiline stabiilsus;
Parem alkoholikindlus kui akrüülil;
GPPS-ist paremad mehaanilised omadused;
Kriimustuskindlus;
FDA kaebus.

Võrreldes PMMA, PC ja PET-iga on SMMA odavam ja sarnase pinnakvaliteediga.
SMMA sobib rakenduste jaoks, mis nõuavad tugevaid, jäiku ja vett läbilaskvaid omadusi, näiteks majapidamistarvete, klaaside, klaasnõude, kosmeetikatoodete pakendite, meditsiiniseadmete, isikliku hügieeni toodete jms jaoks.
Polüstüreen (üldotstarbeline – GPPS)
Üldotstarbeline polüstüreen (GPPS), tuntud ka kui kristallselge polüstüreen, on läbipaistev polümeer, millel on järgmised omadused:
Suur jäikus;
Hea mõõtmete stabiilsus;
Madal erikaal ja suurepärane kuumakindlus
Head elektriisolatsiooni omadused

Oma amorfse olemuse tõttu on sellel teiste polümeeride ees eeliseid läbipaistvuse, madala hinna ja töötlemise lihtsuse osas. Mõned GPPS-i rakendused hõlmavad mänguasju, CD-ümbriseid, riidepuid, külmkapi köögiviljakaste, dušipaneele, IT-seadmeid, läbipaistvaid ehtekarpe, külmkapiriiuleid ja -sahtleid ning plasttopse. Seda kasutatakse ka ühekordselt kasutatavate meditsiinitoodete, näiteks katseklaaside, testikomplektide korpuste, diagnostiliste toodete, Petri tasside jne tootmisel.
MABS (läbipaistev ABS)
ABS on löögikindel tehniliste materjalide termoplast, mis koosneb kolmest monomeerist: akrüülnitriilist, butadieenist ja stüreenist. Stüreen-akrüülnitriili kopolümeerid annavad jäikuse, butadieen aga löögikindluse.
Tootja lisab SAN-faasile metüülmetakrülaatmonomeeri, et saada väga läbipaistev ABS-vaik nimega MABS (metüülmetakrülaat-akrüülnitriilbutadieenstüreen). MABS pakub järgmisi omadusi:

Kõrge valguse läbilaskvus;
Madal hägusus;
Järjepidev ja stabiilne värv;
Paremad voolavusomadused.
Läbipaistval ABS-il on parem löögikindlus kui polüstüreenil, SAN-il ja PMMA-l ning see pakub head töödeldavust. Paremate voolavusomadustega MABS-klassid sobivad huvitava alternatiivina polükarbonaadile (PC). Läbipaistvat ABS-i kasutatakse tarbekaupades, meditsiiniseadmetes, spordikaupades, meditsiiniseadmetes jne.