Ekstruusiokone: valonläpäisy, läpinäkyvien polymeerien ominaisuudet ja sovellukset

Maitopulloista optisiin linsseihin, televisioihin tai matkapuhelimiin... läpinäkyvien muovien sovellusten luettelo on loputon. Nykyään meitä ympäröivät monenlaiset läpinäkyvät tai läpinäkyväksi muunnetut muovimateriaalit, jotka tekevät tuotteista houkuttelevampia ja kannettavampia kuin perinteinen lasi.
Useat valmistajat hyödyntävät nyt läpinäkyvien muovimateriaalien laatua ja värin tasaisuutta useissa eri sovelluksissa:
1. valmistaa kevyitä, kestäviä ja särkymättömiä tuotteita;
2. Tuotantokustannusten alentaminen;
3. monimutkaisten geometrioiden ja ainutlaatuisen muotoisten komponenttien valmistus;
4. Saavuttaa lasiin verrattavan näkyvän valon läpäisyn ja/tai optisen taitekertoimen
Ja niin edelleen…

Joitakin suosittuja sovellusalueita, jotka hyötyvät yllä mainituista eduista, ovat:

1. Pakkaus (ruoka, kosmetiikka ……)
2. Kuluttajatuotteet (ruokatölkit, tiedontallennustuotteet, linssit ……)
3. Arkkitehtuurilasi (akvaariot, turva-aidat ……)
4. Auto- ja sähkökomponentit (LED-valot, ajovalojen suojukset ……)
5. Terveydenhuolto (ruiskut ……)
6. Maatalouskalvo
On kuitenkin syytä huomata, että laajasta sovellusvalikoimasta huolimatta vain harvat polymeerit täyttävät näin vaativat materiaalivaatimukset.
Tarkastellaanpa tätä "kiiltävää" muoviluokkaa ja arvioidaan joidenkin läpinäkyvien polymeerien (PC, PMMA, PET, SMMA, COC jne.) ominaisuuksia ja suosittuja sovelluksia!
Rajallisen tilan vuoksi tässä artikkelissa ei toisteta PS/SBC/ASA/MBS/PCTA+PCTG/PMP (polymetyylipenteeni) ja muita uusia läpinäkyviä polymeerejä.

Polykarbonaatti (PC)
Polykarbonaatti (PC)on erittäin suorituskykyinen, kestävä, amorfinen ja läpinäkyvä termoplastinen polymeeri, jolla on ainutlaatuinen yhdistelmä korkeaa iskunkestävyyttä, mittapysyvyyttä ja hyviä mekaanisia ominaisuuksia. Se läpäisee yli 90 % valosta ja estää UV-säteilyä sekä tarjoaa 100 % suojan auringon haitallisilta UV-säteiltä.

Polykarbonaattilevy-/putkiekstruuderikonekäytetään monissa arkipäivän sovelluksissa:
Sähkö- ja elektroniikkatuotteet (LED-valot, liittimet, matkapuhelimet ……)
Autoteollisuus (ajovalojen kehykset, ovenkahvat, jäähdyttimen säleiköt ja sisälasit)
Maatalous (kasvihuoneiden peitemateriaalit)
Kuluttajatuotteet (lasit, kodinkoneet, elintarvikkeiden kanssa kosketuksiin joutuvat tuotteet ……)
Lääketieteelliset (kirurgiset instrumentit, laitteet ……)
PC:stä valmistetut kirkkaat levyt ovat iskukokeissa 200 kertaa vahvempia kuin saman paksuinen lasi ja niitä on helppo leikata.
Läpinäkyvä nailon (PA TR)
Muuttamalla diamiinin, dihapon tai aminohapon tyyppiä voidaan saada erilaisia ​​fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia omaavia nailonlajikkeita, mukaan lukien yleiskäyttöinen nailon, pitkän hiiliketjun nailon, korkean lämpötilan kestävä nailon, läpinäkyvä nailon ja nailonelastomeeri. Läpinäkyvä nailon on amorfinen tai mikrokiteinen termoplastinen nailon, jonka valonläpäisevyys on jopa 90 %, lähellä PMMA:ta.
Koska läpinäkyvällä nailonilla on parempi öljyn-, korroosion-, hankauksen- ja naarmuuntumisenkestävyys kuin muilla läpinäkyvillä muoveilla, sitä käytetään laajalti autoteollisuudessa, sähkö- ja elektroniikkateollisuudessa, mekaanisessa teollisuudessa, optiikassa, urheilussa ja muilla aloilla.
Akryyli-PMMA
PMMA on jäykkä, läpinäkyvä termoplastinen materiaali, jota käytetään laajalti lasin "särkymättömänä" vaihtoehtona. Tällä polymeerillä on useita teknisiä etuja muihin läpinäkyviin muoveihin (PC, PS) verrattuna, kuten:

Korkea UV- ja säänkestävyys.
Jopa 92 %:n valonläpäisykyvyn ja optisten ominaisuuksien ansiosta väritysvaihtoehdot ovat rajattomat.
Nämä edut tekevät PMMA-levyekstruuderista sopivan arkkitehtuuriin ja rakentamiseen kasvihuoneiden, merikeskusten; auton ikkunoiden, lampunvarjostimien, valojen, elektronisten laitteiden näyttöjen, design-huonekalujen jne. rakentamiseen.
Polyeteenitereftalaatti (PET)
PET on monipuolinen läpinäkyvä termoplastinen polymeeri, jolle on ominaista erinomainen mekaanisten, termisten, kemiallisten ja mittapysyvyysominaisuuksien yhdistelmä. PET voi näyttää läpinäkymättömältä, valkoiselta tai läpinäkyvältä kiteisen ja amorfisen rakenteensa mukaan.
PET-materiaalien halutut ominaisuudet (läpinäkyvyys, keveys, korkea lujuus, jäykkyys, korkea kemikaalien kestävyys, suojaominaisuudet ja alhainen hinta) tekevät siitä ensisijaisen materiaalin seuraaviin tarkoituksiin:
Vesipullo
Hiilihapotettujen virvoitusjuomien pakkaukset
kuidut
Elokuva

PET on polykarbonaattia (PC) parempi materiaali sen alhaisempien kustannusten, paremman estetiikan ja helpomman käsiteltävyyden vuoksi.
Amorfinen kopolyesteri (PETG)
Amorfiset kopolyesterit, kuten PETG, ovat monipuolisia ja niitä voidaan käyttää monenlaisissa sovelluksissa. Amorfisissa kopolyestereissä yhdistyvät erinomainen kirkkaus ja sitkeys sekä erinomainen lämmön- ja kemikaalienkestävyys.
PETG:tä voidaan käyttää PC:n, PMMA:n ja PC/polyesterien suorana korvikkeena pienin muutoksin tai ilman niitä.

Polyvinyylikloridi (PVC)
PVC on amorfinen kestomuovi, jolla on erinomainen läpinäkyvyys. Kirkkaat PVC-levyt yhdistävät erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja iskunkestävyyden vedenkestävyyteen sekä erinomaiseen kemikaalien ja palonkestävyyteen.
Kirkkaat PVC-putket on myös erityisesti suunniteltu estämään haitallisia UV-säteitä. Näitä putkia suositellaan laajalti ulkokäyttöön, jotka altistuvat auringonvalolle ja vaativat läpinäkyvyyttä.

Läpinäkyvien PVC-tuotteiden optiset ominaisuudet vaihtelevat korkeasta valonläpäisystä korkeaan läpinäkyvyyteen ja häikäisynestopintoihin sekä korkeaan iskunkestävyyteen, mikä tekee niistä sopivia ulkokäyttöön. Kirkkaiden PVC-levyjen, -putkien ja -kalvojen ekstruusiolinjan tärkeimpiä sovelluksia ovat:
Arkkitehtuuri – valo, turvalasi, kasvihuone ……
Pakkaus – läpipainopakkaus, kelmu, läpinäkyvä pakkaus ……
Lääketieteelliset – pussit, letkut, tiputuslaitteet, liittimet, venttiilit ……
Nestemäinen silikonikumi (LSR)
Nestemäinen silikonikumi on matalaviskositeettinen, läpinäkyvä, lämpökovettuva elastomeeriyhdiste, jolla on:
Erinomainen optinen kirkkaus (94 % läpäisykyky)
Kestävyys (korkea lämmönkestävyys jopa 150 °C)
Erinomainen prosessoitavuus
Suunnittelun vapaus

Se on kevyt materiaali, joka on onnistuneesti korvannut lasin ja muut kestomuovit useissa sovelluksissa, kuten tehokkaissa LED-valaisimissa, elektroniikassa, autovalaisimissa, kuluttajatuotteissa, terveydenhuollossa jne., joissa korkea läpinäkyvyys, lämmön-/UV-kestävyys ja pitkäaikainen kestävyys ovat keskeisiä vaatimuksia.
Syklinen olefiinikopolymeeri (COC)
Syklinen olefiinikopolymeeri (COC) on amorfinen, läpinäkyvä kestomuovi, joka on valmistettu syklisten monomeerien ja etaanin ketjukopolymeroinnilla. Se on suhteellisen uusi polymeeriluokka verrattuna hyödykkeisiin, kuten polypropeeniin ja polyeteeniin, ja se tunnetaan erinomaisesta optisesta kirkkaudestaan, hyvistä mekaanisista ominaisuuksistaan ​​ja kosteudenkestävyydestään.

COC:n erinomaiset optiset ominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen elintarvikepakkauskalvoille, optisille datalevyille, tarkkuuslinsseille, optisille kalvoille ja muille sovelluksille. Lisäksi sykliset olefiinikopolymeerit kestävät kosteutta, liuottimia ja sterilointia, mikä tekee niistä hyödyllisiä lääketieteellisissä ja biotieteiden sovelluksissa, kuten läpipainopakkauksissa, lääketieteellisissä tarjottimissa ja muissa.
Polyeteeni (PE)
Polyeteeni on erittäin kestävä kestomuovi, jota käytetään laajalti useilla markkinoilla (pakkaus-, auto-, sähkö- jne.) kalvojen, putkien, muoviosien, laminaattien ja muiden tuotteiden valmistukseen. Se on maailman eniten tuotettua muovia, ja sitä käytetään lähes päivittäin.

LDPE-muovin tuotantolinja: LDPE on joustavaa, kestävää ja läpinäkyvää, ja sitä käytetään laajalti muovipusseissa, läpinäkyvissä kalvoissa, laboratoriolaitteissa ja muilla aloilla.

Läpinäkyvä polypropeeni (PP)
Polypropeeni on erinomainen hartsi, jolla on hyvät fysikaaliset ominaisuudet, kustannustehokkuus ja kierrätettävyys, mutta kiteisen luonteensa vuoksi läpinäkyvien PP-levyjen valmistaminen on vaikeaa. Nykyään uusien erittäin tehokkaiden kirkastavien lisäaineiden (tunnetaan myös nimellä kirkastajat) ansiosta läpinäkyvässä polypropeenissa (PP) on kuitenkin edistytty merkittävästi, koska nämä polymeerit tarjoavat suunnittelun joustavuutta, helpompia prosessointimahdollisuuksia, paremman värjättävyyden/koristeellisuuden ja kustannussäästöjä kevyen painon ansiosta.

Lisäksi nopean sammutuksen ja asianmukaisen lämpökäsittelyn yhdistelmä voi parantaa polypropeenista puristettujen levyjen läpinäkyvyyttä. Muita etuja, jotka tekevät kirkkaasta PP:stä käyttökelpoisen vaihtoehdon kalliimmille läpinäkyville materiaaleille, kuten lasille ja läpinäkyville muoveille (PS, PC, PETG), ovat:
Hyvä jäykkyys/iskunvaimennus;
Hyvä kosteus-/kosteussuoja
Fluorattu eteenipropeeni (FEP)
Fluorattu etyleenipropeeni (FEP) on kemiallisesti heksafluoropropeenin ja tetrafluoroetyleenin kopolymeeri. Tämä polymeeri läpäisee suuren prosenttiosuuden ultravioletti- ja näkyvää valoa. Kalvomuodossa olevan FEP:n päivänvalon läpäisykyky on noin 96 %. FEP-kalvo läpäisee enemmän ultravioletti-, näkyvää ja infrapunasäteilyä kuin tavallinen lasi.
Styreenimetyylimetakrylaatti (SMMA)
SMMA eli styreenimetyylimetakrylaatti (SMMA) on erittäin läpinäkyvä styreeni-akryylihappo-kopolymeeri, jolla on erinomainen kiiltävä pinta. Se yhdistää styreenipolymeerien erinomaiset prosessointiedut ja kustannustehokkuuden korkeaan kirkkauteen ja läpinäkyvyyteen. Muita SMMA:n etuja ovat:
Erinomainen terminen stabiilius;
Parempi alkoholinkestävyys kuin akryylillä;
Mekaaniset ominaisuudet paremmat kuin GPPS:llä;
Naarmuuntumisenesto;
FDA:n valitus.

Verrattuna PMMA:han, PC:hen ja PET:iin, SMMA on halvempaa ja sen pinnanlaatu on samanlainen.
SMMA soveltuu sovelluksiin, jotka vaativat vahvoja, jäykkiä ja vedenpitäviä ominaisuuksia, kuten kotitaloustuotteisiin, laseihin, lasiesineisiin, kosmetiikkapakkauksiin, lääkinnällisiin laitteisiin, henkilökohtaisen hygienian tuotteisiin jne.
Polystyreeni (yleiskäyttöinen – GPPS)
Yleiskäyttöinen polystyreeni (GPPS), joka tunnetaan myös kristallinkirkkaana polystyreeninä, on läpinäkyvä polymeeri, jolla on seuraavat ominaisuudet:
Korkea jäykkyys;
Hyvä mittapysyvyys;
Alhainen ominaispaino ja erinomainen lämmönkestävyys
Hyvät sähköeristysominaisuudet

Amorfisen luonteensa vuoksi sillä on etuja muihin polymeereihin verrattuna läpinäkyvyyden, alhaisten kustannusten ja helpon prosessoinnin suhteen. Joitakin GPPS:n sovelluksia ovat lelut, CD-kotelot, vaateripustimet, jääkaappien vihanneslaatikot, suihkupaneelit, IT-laitteet, kirkkaat korurasiat, jääkaappien hyllyt ja laatikot sekä muovimukit. Sitä käytetään myös kertakäyttöisten lääketieteellisten tuotteiden, kuten koeputkien, testipakkausten koteloiden, diagnostisten tuotteiden, petrimaljojen jne. valmistuksessa.
MABS (läpinäkyvä ABS)
ABS on iskunkestävä tekninen kestomuovi, joka koostuu kolmesta monomeeristä: akryylinitriilistä, butadieenista ja styreenistä. Styreeni-akrylonitriili-kopolymeerit tarjoavat jäykkyyttä, kun taas butadieeni tarjoaa iskunkestävyyttä.
Valmistaja lisää metyylimetakrylaattimonomeeria SAN-faasiin tuottaakseen erittäin läpinäkyvää ABS-hartsia nimeltä MABS (metyylimetakrylaatti-akrylonitriilibutadieenistyreeni). MABS tarjoaa ominaisuuksia, kuten:

Korkea valonläpäisykyky;
Vähäinen sameus;
Tasainen ja vakaa väri;
Parannetut virtausominaisuudet.
Kirkkaalla ABS-muovilla on parempi iskunkestävyys kuin polystyreenillä, SAN-muovilla ja PMMA:lla, ja se on myös hyvin prosessoitavissa. MABS-muoveja, joilla on paremmat virtausominaisuudet, voidaan käyttää mielenkiintoisena vaihtoehtona polykarbonaatille (PC). Kirkasta ABS-muovia käytetään kuluttajakoneissa, lääketieteellisissä sovelluksissa, urheiluvälineissä, lääketieteellisissä laitteissa jne.