Поглотители ультрафиолетового света уже давно известны разработчикам рецептур пластмасс как необходимая добавка для защиты пластмасс от долгосрочного разрушающего воздействия солнечного света.Поглотители инфракрасного излучения были известны лишь небольшой группе разработчиков пластмасс.Однако по мере того, как лазер находит все более широкое применение, эта относительно неизвестная группа добавок все чаще используется.

Когда в конце шестидесятых и начале семидесятых годов лазеры стали более мощными, стало очевидно, что операторов лазеров необходимо защищать от ослепляющего эффекта инфракрасного излучения.В зависимости от мощности и близости лазера к глазу может возникнуть временная или постоянная слепота.Примерно в то же время, с коммерциализацией поликарбоната, формовщики научились использовать поглотители инфракрасного излучения в пластинах для защитных лицевых щитков сварщиков.Это нововведение обеспечило высокую ударную вязкость, защиту от инфракрасного излучения и более низкую стоимость, чем использовавшиеся тогда стеклянные пластины.

Если кто-то хочет заблокировать все инфракрасное излучение и не беспокоится о том, чтобы видеть сквозь устройство, можно использовать углеродную сажу.Однако во многих приложениях требуется передача видимого света, а также блокирование инфракрасных волн.Некоторые из этих приложений включают в себя:

Военные очки. Мощные лазеры используются военными для определения дальности и прицеливания оружия.Сообщалось, что во время ирано-иракской войны восьмидесятых годов иракцы использовали мощный лазерный дальномер на своих танках в качестве оружия для ослепления противника.Ходят слухи, что потенциальный противник разрабатывает мощный лазер, который будет использоваться в качестве оружия, предназначенного для ослепления вражеских войск.Неодиниевый/YAG-лазер излучает свет с длиной волны 1064 нанометра (нм) и используется для определения дальности.Следовательно, сегодня солдаты носят защитные очки с литой поликарбонатной линзой, включающей один или несколько поглотителей инфракрасного излучения, которые интенсивно поглощают длину волны 1064 нм, чтобы защитить их от случайного воздействия Nd/YAG-лазера.

Медицинские очки. Конечно, солдатам важно иметь хорошую передачу видимого света в очках, которые блокируют инфракрасное излучение.Еще более важно, чтобы медицинский персонал, использующий лазеры, имел отличное пропускание видимого света и был защищен от случайного воздействия лазеров, которые он использует.Выбранный поглотитель инфракрасного излучения должен быть подобран таким образом, чтобы он поглощал свет с длиной волны излучения используемого лазера.По мере расширения использования лазеров в медицине будет возрастать и потребность в защите от вредного воздействия инфракрасного излучения.

Лицевые панели и очки сварщика. Как упоминалось выше, это одно из старейших применений поглотителей инфракрасного излучения.Раньше толщина и ударная вязкость лицевой панели определялись отраслевым стандартом.Эта спецификация была выбрана в первую очередь потому, что используемые в то время поглотители инфракрасного излучения сгорели бы при обработке при более высокой температуре.С появлением поглотителей инфракрасного излучения с большей термостабильностью в прошлом году были изменены спецификации, позволяющие носить очки любой толщины.

Работники электроэнергетических компаний должны пользоваться защитными масками. Работники электроэнергетических компаний могут подвергнуться интенсивному инфракрасному излучению в случае возникновения электрической дуги в электрических кабелях.Это излучение может ослепить, а в некоторых случаях привести к летальному исходу.Лицевые щитки с поглотителями инфракрасного излучения помогли смягчить трагические последствия некоторых из этих аварий.Раньше эти лицевые щитки должны были быть изготовлены из ацетата целлюлозы и пропионата, поскольку при использовании поликарбоната поглотитель инфракрасного излучения сгорал.В последнее время, в связи с появлением более термостойких поглотителей инфракрасного излучения, вводятся лицевые щитки из поликарбоната, обеспечивающие этим работникам необходимую более высокую защиту от ударов.

Высококлассные лыжные очки. Солнечный свет, отраженный от снега и льда, может ослепить лыжников.Помимо красителей для тонировки очков и поглотителей ультрафиолетового света для защиты от UVA и UVB-излучения, некоторые производители теперь добавляют поглотители инфракрасного излучения для защиты от вредного воздействия инфракрасного излучения.

Есть много других интересных применений, использующих особые свойства поглотителей инфракрасного излучения.К ним относятся литографические печатные формы, подвергнутые лазерной абляции, лазерная сварка пластиковой пленки, оптические затворы и защитные чернила.

Тремя основными группами химических веществ, используемых в качестве поглотителей инфракрасного излучения, являются цианины, соли аминия и дитиолены металлов.Цианины представляют собой довольно маленькие молекулы и поэтому не обладают термостабильностью, необходимой для использования в формованном поликарбонате.Соли аминия представляют собой более крупные молекулы и более термически стабильны, чем цианины.Новые разработки в этой области химии увеличили максимальную температуру формования этих поглотителей с 480°F до 520°F.В зависимости от химического состава солей аминия они могут иметь спектры инфракрасного поглощения, которые варьируются от очень широких до довольно узких.Дитиолены металлов наиболее термически стабильны, но имеют тот недостаток, что они очень дороги.Некоторые из них имеют очень узкие спектры поглощения.Если дитиолены металлов не синтезированы должным образом, во время обработки они могут выделять неприятный запах серы.

Свойства поглотителей инфракрасного излучения, которые имеют наибольшее значение для формовщиков поликарбоната, следующие:

Термическая стабильность – при разработке и обработке поликарбоната, содержащего соли аминия, следует проявлять особую осторожность.Количество поглотителя, необходимого для блокировки желаемого количества излучения, необходимо рассчитывать с учетом толщины линзы.Необходимо определить и тщательно соблюдать максимальную температуру и время воздействия.Если поглотитель инфракрасного излучения останется в формовочной машине во время «длительного перерыва на кофе», поглотитель сгорит, и первые несколько изделий, отформованных после перерыва, будут бракованы.Некоторые недавно разработанные поглотители инфракрасного излучения на основе аминиевой соли позволили увеличить максимальную безопасную температуру формования с 480°F до 520°F, тем самым сократив количество бракованных деталей из-за выгорания.

Поглощающая способность – это мера способности поглотителя блокировать инфракрасное излучение на единицу веса при определенной длине волны.Чем выше поглощающая способность, тем больше блокирующая способность.Важно, чтобы поставщик инфракрасного поглотителя имел хорошую постоянную поглощающую способность от партии к партии.В противном случае вам придется менять рецептуру с каждой партией поглотителя.

Передача видимого света (VLT). В большинстве случаев требуется минимизировать передачу инфракрасного света от 800 до 2000 нм и максимизировать передачу видимого света от 450 до 800 нм.Человеческий глаз наиболее чувствителен к свету в диапазоне от 490 до 560 нм.К сожалению, все доступные поглотители инфракрасного излучения поглощают часть видимого, а также инфракрасного света и придают формованной детали некоторый цвет, обычно зеленый.

Дымка. Дымка, связанная с передачей видимого света, является критически важным свойством очков, поскольку она может значительно снизить видимость.Помутнение может быть вызвано примесями в ИК-краске, которые не растворяются в поликарбонате.Новые аминиевые ИК-красители производятся таким образом, что эти примеси полностью удаляются, тем самым устраняя помутнение из этого источника и одновременно улучшая термическую стабильность.

Улучшенная продукция и улучшенное качество. Правильный выбор поглотителей инфракрасного излучения позволяет переработчику пластмасс предлагать продукцию с улучшенными эксплуатационными свойствами и неизменно высоким уровнем качества.

Поскольку поглотители инфракрасного излучения намного дороже, чем другие пластиковые добавки (долларов США за грамм вместо долларов США за фунт), очень важно, чтобы разработчик рецептуры уделял большое внимание точному составлению рецептуры, чтобы избежать отходов и достичь необходимых характеристик.Не менее важно, чтобы переработчик тщательно разрабатывал необходимые условия обработки, чтобы избежать производства некондиционной продукции.Это может быть сложной задачей, но в результате можно получить качественную продукцию с высокой добавленной стоимостью.