Las propiedades ópticas de las películas polímeros, incluyendo transparencia, escobilla, brillo, índice refractivo y birefringencia, son atributos de rendimiento críticos en aplicaciones que van desde la tecnología de embalaje flexible y visualización a módulos fotovoltaicos y dispositivos biomédicos. Mientras que la química intrínseca del polímero establece una base para estas propiedades, las condiciones de procesamiento durante la fabricación de películas suelen ejercer una influencia igual o mayor en las características óptica de temperaturas disolventesispode.

Parámetros de procesamiento clave que afectan a propiedades ópticas

Los procesos de fabricación como la extrusión, el fundición solvente y el moldeo por soplado exponen desldos polímeros o soluciones a una compleja secuencia de historias térmicas y mecánicas. Cada paso puede introducir heterogeneidades estructurales que alteran la transmisión de luz, dispersión y polarización. A continuación examinamos los parámetros primarios que rigen los resultados ópticos.

Temperatura de procesamiento

La temperatura de la medula de cristal es demasiado alta.La temperatura de la medula de cristal es demasiado alta. La temperatura de la medula de cristal es demasiado alta.La temperatura de la medula es demasiado alta y la desintegración de la medula de cristales es muy baja.

Tasa de enfriamiento

El ritmo de refrigeración de una película se enfría de su temperatura de procesamiento tiene un efecto profundo en su morfología final. El enfriamiento rápido (que se produce) atrapa al polímero en un estado más amorfo con pequeños o sin cristales, que generalmente produce alta transparencia y baja escobilla. Sin embargo, el enfriamiento también puede bloquear las tensiones térmicas residuales y causar reducción de película, conduciendo al espesor no uniforme y las distorsiones ópticas.

Estrés mecánico y orientación

El modelo de biplano monofásico o biaxial se alinea con la producción de bicarbono y desmontable, la diferencia en el índice de refracción entre las direcciones de polarización ortogonal. Para aplicaciones como las películas de retardo en las pantallas de cristal líquido, la birrefringencia controlada es esencial. El grado de orientación se rige por la temperatura de estiramiento, la relación de estiramiento y la velocidad de estiramiento.

Tasa de selección y evaporación de solventes (encofrado de dispersión)

La fundición solvente es una ruta común para películas de alta calidad óptica, especialmente de polímeros que son difíciles de fundir proceso (por ejemplo, acetato de celulosa o ciertos fluorómeros).La velocidad de disolvente del disolvente puede ser muy lenta, y la capacidad de disolventes para disolver la superficie de alta resistencia.

Efectos de las condiciones de procesamiento en propiedades ópticas específicas

Cada uno de los parámetros anteriores influye en una constelación de propiedades ópticas. Ahora examinamos los más relevantes en detalle.

Transparencia y Haze

Transparencia es la fracción de la luz de incidentes transmitida sin dispersión, mientras que la escotilla cuantifica el porcentaje de la luz transmitida que se desvía por más de 2,5° de la dirección de incidentes. Ambos están fuertemente afectados por imperfecciones internas y superficiales. Enfriamiento rápido o cristalización no controlada crea heterogeneidades refractivas-index que dispersan la luz, aumento de la escobilla, a menudo causada por líneas de rotura de rotura de disolventes 1%.

Birefringence and Optical Anisotropy

La tendencia de la bilipanía se deriva de la orientación de la cadena preferida o de la forma anisotropía de cristales. En películas extruidas sin estiramiento, la orientación inducida por el flujo cerca de la die puede crear una birrefringencia in-plano; esto a menudo es indeseable en las películas de ventana porque causa fring de color cuando se ve a través de lentes polarizadas.

Color y Amarillo

Las películas de polimérico pueden desarrollar el color de la degradación térmica o oxidativa, de la presencia de residuos de catalizadores, o de aditivos que se someten a fotoreacción. Las altas temperaturas de procesamiento, especialmente en la presencia de oxígeno, pueden generar dobles enlaces conjugados (por ejemplo, en PVC) o grupos de carbono que absorben en el extremo azul del espectro, dando al film un molde amarillo.

Gloss y calidad de superficie

Los pulidos de la superficie de la piel son muy resistentes y se pueden transferir al filme un pulido de alta calidad, y la textura de la piel es muy rápida, y la calidad de los pulidos es muy fácil de usar. La textura de la pulido es muy rápida y se puede aplicar a la pulido.

Técnicas de procesamiento y su influencia en la calidad óptica

La elección de la tecnología de procesamiento impone sus propias limitaciones y oportunidades para el control de la propiedad óptica.

Extrusión y recubrimiento de rollos de chill

La mayoría de las películas de polímero se producen por el encaje de la extrusión, en la que se extruye una lámina fundida a través de un enfriamiento de la luminaria y se engancha en un rollo de refrigeración. Los factores críticos incluyen geometría de labios, uniformidad de la llanta, temperatura de la pulsión y las condiciones de la distancia de la flexión.

Reparto de remate

El acabado de la oleada es el método de elección para películas que requieren una uniformidad de espesor extremo, una baja birefringencia y una transparencia óptica, como los utilizados en polarizadores y filtros de color.El proceso consiste en disolver el polímero en un solvente, arrojar la solución a un cinturón continuo móvil y evaporar el disolvente en múltiples zonas de secado.

Extrusión de película de bloques

En el proceso de película soplada, una burbuja tubular se infla después de la extrusión y se enfría por los anillos de aire. Mientras que se utiliza principalmente para el embalaje, las películas sopladas pueden lograr propiedades ópticas útiles cuando las condiciones son optimizadas. La relación de inflación y la orientación biaxial de control de la relación de tomas; las relaciones equilibradas reducen la anisotropía y mejoran la claridad.

Medición y caracterización de propiedades ópticas

Control de calidad riguroso requiere métodos de medición fiables.Los instrumentos más comunes son los hemeros (por ejemplo, BYK Gardner Haze‐Gard), los espectrofotómetros y los goniofotómetros para el brillo. La detección y la transmisión se miden por ASTM D1003; brillo por ASTM D523.

Estrategias de optimización práctica

Los fabricantes combinan el control de proceso estadístico con el entendimiento fundamental para lograr los resultados ópticos deseados. Por ejemplo, en la producción de película PET para las recuentos fotovoltaicos, una película de alta gravedad debe tener baja estufa y alta estabilidad UV. Los procesadores pueden usar una estructura de coextrusión de tres capas: una capa de núcleo con un agente nucleante para controlar la cristalina y capas de piel con absorbentes.

Para las películas de policarbonato utilizadas en el acristalamiento automotriz, la escobilla debe estar por debajo del 1% combinado con alta resistencia al impacto. Para lograr esto se requiere una combinación de contenido de humedad muy bajo (por debajo del 0,02%) antes de la extrusión para prevenir la degradación hidrolítico, una temperatura de fundición de 290 a 300 °C y temperaturas de rollo de frío de 130 a 140 °C para controlar el estrés residual.

En el fundido disolvente de triaceato de celulosa (CTA) para soportes polarizadores, la tasa de secado debe ser cuidadosamente perfilado en múltiples zonas. La zona inicial se establece a una baja temperatura (40–50 °C) para permitir que el solvente difuste difusar lentamente de la película sin formar una corteza.

Conclusión

Las propiedades ópticas de las películas de polímero no son solamente una función de la estructura química del polímero; están profundamente conformadas por cada etapa del proceso de fabricación. Temperatura, velocidad de refrigeración, estiramiento mecánico y evaporación de solventes, todas dejan una huella en la morfología, orientación y calidad de la superficie del filme.