Absorbery światła ultrafioletowego są od pewnego czasu znane wytwórcom tworzyw sztucznych jako niezbędny dodatek chroniący tworzywa sztuczne przed długotrwałym, degradującym działaniem światła słonecznego.Absorbery podczerwieni znane są jedynie wąskiej grupie przetwórców tworzyw sztucznych.Jednakże wraz ze wzrostem zastosowania lasera ta stosunkowo nieznana grupa dodatków staje się coraz popularniejsza.

Wraz ze wzrostem mocy laserów pod koniec lat sześćdziesiątych i na początku siedemdziesiątych stało się oczywiste, że operatorzy laserów muszą być chronieni przed oślepiającym działaniem promieniowania podczerwonego.W zależności od mocy i odległości lasera od oka, może dojść do tymczasowej lub trwałej ślepoty.Mniej więcej w tym samym czasie, wraz z komercjalizacją poliwęglanu, formierze nauczyli się stosować pochłaniacze podczerwieni w płytach do osłon twarzy spawacza.Ta innowacja zapewniała wysoką udarność, ochronę przed promieniowaniem podczerwonym i niższy koszt niż stosowane wówczas płyty szklane.

Jeśli ktoś chce zablokować całe promieniowanie podczerwone i nie obawia się o widzenie przez urządzenie, można zastosować sadzę.Jednak wiele zastosowań wymaga transmisji światła widzialnego, a także blokowania długości fal podczerwieni.Niektóre z tych aplikacji obejmują:

Okulary wojskowe – wojsko używa potężnych laserów do określania zasięgu i celowania bronią.Donoszono, że podczas wojny irańsko-irackiej w latach osiemdziesiątych Irakijczycy używali na swoich czołgach potężnego dalmierza laserowego jako broni oślepiającej wroga.Krążą pogłoski, że potencjalny wróg opracowuje potężny laser, który można wykorzystać jako broń mającą na celu oślepienie oddziałów wroga.Laser neodymowy/YAG emituje światło o długości fali 1064 nanometrów (nm) i służy do określania odległości.W związku z tym dzisiejsi żołnierze noszą gogle z formowaną soczewką poliwęglanową zawierającą jeden lub więcej pochłaniaczy podczerwieni, które intensywnie absorbują przy 1064 nm, aby chronić ich przed przypadkowym narażeniem na działanie lasera Nd/YAG.

Okulary medyczne – Z pewnością dla żołnierzy ważna jest dobra przepuszczalność światła widzialnego w goglach, które blokują promieniowanie podczerwone.Jeszcze ważniejsze jest, aby personel medyczny korzystający z laserów miał doskonałą transmisję światła widzialnego, a jednocześnie był chroniony przed przypadkowym narażeniem na działanie laserów, których używa.Wybrany pochłaniacz podczerwieni musi być tak skoordynowany, aby pochłaniał światło o długości fali emisji użytego lasera.Wraz ze wzrostem wykorzystania laserów w medycynie wzrośnie także potrzeba ochrony przed szkodliwym działaniem promieniowania podczerwonego.

Przyłbice spawalnicze i gogle – jak wspomniano powyżej, jest to jedno z najstarszych zastosowań pochłaniaczy podczerwieni.W przeszłości grubość i udarność płyty czołowej była określona przez normę branżową.Wybrano tę specyfikację przede wszystkim dlatego, że stosowane wówczas pochłaniacze podczerwieni spaliłyby się, gdyby były przetwarzane w wyższej temperaturze.Wraz z pojawieniem się pochłaniaczy podczerwieni o większej stabilności termicznej, w zeszłym roku zmieniono specyfikację, aby umożliwić noszenie okularów o dowolnej grubości.

Osłony twarzy pracowników zakładów energetycznych – Pracownicy zakładów energetycznych mogą być narażeni na intensywne promieniowanie podczerwone w przypadku wystąpienia łuku elektrycznego na kablach elektrycznych.Promieniowanie to może powodować oślepienie, a w niektórych przypadkach może być śmiertelne.W ograniczeniu tragicznych skutków niektórych z tych wypadków pomocne okazały się osłony twarzy zawierające pochłaniacze podczerwieni.W przeszłości te osłony twarzy musiały być wykonane z propionianu octanu celulozy, ponieważ pochłaniacz podczerwieni spaliłby się w przypadku użycia poliwęglanu.Ostatnio, w związku z pojawieniem się bardziej stabilnych termicznie pochłaniaczy podczerwieni, na rynek wprowadzono poliwęglanowe osłony twarzy, zapewniające pracownikom potrzebną wyższą ochronę przed uderzeniami.

Wysokiej klasy gogle narciarskie – Światło słoneczne odbite od śniegu i lodu może oślepiać narciarzy.Oprócz barwników do przyciemniania gogli i pochłaniaczy światła ultrafioletowego w celu ochrony przed promieniowaniem UVA i UVB, niektórzy producenci dodają obecnie pochłaniacze podczerwieni w celu ochrony przed szkodliwym działaniem promieniowania podczerwonego.

Istnieje wiele innych ciekawych zastosowań wykorzystujących szczególne właściwości pochłaniaczy podczerwieni.Należą do nich ablowane laserowo płyty do druku litograficznego, spawanie laserowe folii z tworzywa sztucznego, przesłony optyczne i farby zabezpieczające.

Trzy główne grupy substancji chemicznych stosowanych jako absorbery podczerwieni to cyjaniny, sole aminowe i ditioleny metali.Cyjaniny są raczej małymi cząsteczkami i dlatego nie mają stabilności termicznej wymaganej do stosowania w formowanym poliwęglanie.Sole aminowe mają większe cząsteczki i są bardziej stabilne termicznie niż cyjaniny.Nowe osiągnięcia w tej chemii zwiększyły maksymalną temperaturę formowania tych absorberów z 480oF do 520oF.W zależności od składu chemicznego soli aminowych mogą one mieć widma absorpcji w podczerwieni, które wahają się od bardzo szerokiego do dość wąskiego.Ditioleny metali są najbardziej stabilne termicznie, ale mają tę wadę, że są bardzo drogie.Niektóre mają widma absorpcyjne, które są bardzo wąskie.Jeśli nie zostaną odpowiednio zsyntetyzowane, ditioleny metali mogą podczas przetwarzania wydzielać nieprzyjemny zapach siarki.

Właściwości pochłaniaczy podczerwieni, które mają największe znaczenie dla kształtowników poliwęglanowych, to:

Stabilność termiczna – należy zachować szczególną ostrożność przy formułowaniu i przetwarzaniu poliwęglanu zawierającego absorbery podczerwieni z solą aminową.Ilość absorbera potrzebną do zablokowania żądanej ilości promieniowania należy obliczyć biorąc pod uwagę grubość soczewki.Należy określić i dokładnie przestrzegać maksymalnej temperatury i czasu ekspozycji.Jeśli pochłaniacz podczerwieni pozostanie w maszynie formierskiej podczas „dłuższej przerwy na kawę”, pochłaniacz spali się, a kilka pierwszych sztuk uformowanych po przerwie zostanie odrzuconych.Niektóre nowo opracowane absorbery podczerwieni z solą aminową umożliwiły podniesienie maksymalnej bezpiecznej temperatury formowania z 480oF do 520oF, zmniejszając w ten sposób liczbę części odrzuconych z powodu wypalenia.

Absorpcyjność – jest miarą zdolności blokowania podczerwieni przez absorber na jednostkę masy, przy określonej długości fali.Im wyższa chłonność, tym większa siła blokowania.Ważne jest, aby dostawca pochłaniaczy podczerwieni charakteryzował się dobrą spójnością chłonności pomiędzy partiami.Jeśli nie, będziesz musiał ponownie formułować każdą partię absorbera.

Transmisja światła widzialnego (VLT) – w większości zastosowań chcesz zminimalizować transmisję światła podczerwonego od 800 nm do 2000 nm i zmaksymalizować transmisję światła widzialnego od 450 nm do 800 nm.Ludzkie oko jest najbardziej wrażliwe na światło w zakresie od 490 nm do 560 nm.Niestety, wszystkie dostępne pochłaniacze podczerwieni pochłaniają część światła widzialnego oraz światła podczerwonego i dodają wyprasce trochę koloru, zwykle zielonego.

Zamglenie – związane z przepuszczalnością światła widzialnego, zamglenie jest kluczową właściwością okularów, ponieważ może radykalnie zmniejszyć widoczność.Zamglenie może być spowodowane zanieczyszczeniami barwnika IR, które nie rozpuszczają się w poliwęglanie.Nowsze barwniki aminowe IR są produkowane w taki sposób, że zanieczyszczenia te są całkowicie usuwane, eliminując w ten sposób zamglenie z tego źródła i przypadkowo poprawiając stabilność termiczną.

Ulepszone produkty i lepsza jakość – Właściwy wybór pochłaniaczy podczerwieni pozwala przetwórcy tworzyw sztucznych oferować produkty o ulepszonych właściwościach użytkowych i niezmiennie wysokim poziomie jakości.

Ponieważ pochłaniacze podczerwieni są znacznie droższe niż inne dodatki do tworzyw sztucznych ($/gram zamiast $/funt), bardzo ważne jest, aby formulator przykładał szczególną wagę do precyzyjnego formułowania receptury, aby uniknąć strat i osiągnąć wymaganą wydajność.Równie ważne jest, aby przetwórca dokładnie opracował niezbędne warunki przetwarzania, aby uniknąć wytwarzania produktów niezgodnych ze specyfikacją.Może to być trudne zadanie, ale może skutkować produktami o wysokiej jakości i wartości dodanej.