Ultravijolični absorberji svetlobe so oblikovalci plastike že nekaj časa znani kot nujen dodatek za zaščito plastike pred dolgoročnimi škodljivimi učinki sončne svetlobe.Infrardeče absorberje je poznala le majhna skupina oblikovalcev plastike.Ker pa se laser vedno bolj uporablja, se uporaba te razmeroma neznane skupine dodatkov povečuje.
Ko so laserji v poznih šestdesetih in zgodnjih sedemdesetih letih postali močnejši, je postalo očitno, da morajo biti laserski operaterji zaščiteni pred slepilnim učinkom infrardečega sevanja.Odvisno od moči in bližine laserja očesu lahko pride do začasne ali trajne slepote.Približno v istem času, s komercializacijo polikarbonata, so se oblikovalci naučili uporabljati infrardeče absorberje v ploščah za ščitnike za obraz varilcev.Ta inovacija je ponudila visoko udarno trdnost, zaščito pred infrardečim sevanjem in nižjo ceno kot steklene plošče, ki so bile takrat v uporabi.
Če bi kdo želel blokirati vse infrardeče sevanje in ga ne bi skrbelo, da bi videl skozi napravo, bi lahko uporabil saje.Vendar številne aplikacije zahtevajo prenos vidne svetlobe in blokiranje infrardečih valovnih dolžin.Nekatere od teh aplikacij vključujejo:
Vojaška očala – vojska uporablja zmogljive laserje za ugotavljanje razdalje in vzorčenje orožja.Poročali so, da so Iračani med iransko-iraško vojno v osemdesetih uporabili močan laserski daljinomer na svojih tankih kot orožje za oslepitev sovražnika.Govorilo se je, da potencialni sovražnik razvija močan laser, ki bi ga uporabili kot orožje, namenjeno zaslepitvi sovražnikovih čet.Neodynium/YAG laser oddaja svetlobo pri 1064 nanometrih (nm) in se uporablja za iskanje razdalje.Zato danes vojaki nosijo očala z oblikovano polikarbonatno lečo, ki vključuje enega ali več infrardečih absorberjev, ki intenzivno absorbirajo pri 1064 nm, da jih zaščitijo pred naključno izpostavljenostjo Nd/YAG laserju.
Medicinska očala – Vsekakor je pomembno, da imajo vojaki dobro prepustnost vidne svetlobe v očalih, ki blokirajo infrardeče sevanje.Še bolj pomembno je, da ima medicinsko osebje, ki uporablja laserje, odlično prepustnost vidne svetlobe, hkrati pa je zaščiteno pred naključno izpostavljenostjo laserjem, ki jih uporabljajo.Izbrani infrardeči absorber mora biti usklajen tako, da absorbira svetlobo pri valovni dolžini emisije uporabljenega laserja.Z naraščajočo uporabo laserjev v medicini se bo povečala tudi potreba po zaščiti pred škodljivimi učinki infrardečega sevanja.
Varilske obrazne plošče in očala – kot je bilo omenjeno zgoraj, je to ena najstarejših aplikacij infrardečih absorberjev.V preteklosti je bila debelina in udarna trdnost čelne plošče določena z industrijskim standardom.Ta specifikacija je bila izbrana predvsem zato, ker bi infrardeči absorberji, ki so bili takrat uporabljeni, izgoreli, če bi bili obdelani pri višji temperaturi.S pojavom infrardečih absorberjev z večjo toplotno stabilnostjo je bila specifikacija lani spremenjena, da omogoča očala katere koli debeline.
Delavci v elektrodistribucijskem podjetju so zaščiteni z obrazom – delavci v elektrokomunikacijah so lahko izpostavljeni intenzivnemu infrardečemu sevanju, če pride do iskrenja električnih kablov.To sevanje lahko oslepi in v nekaterih primerih je bilo usodno.Ščitniki za obraz z vgrajenimi infrardečimi absorberji so pomagali zmanjšati tragične posledice nekaterih od teh nesreč.V preteklosti so morali biti ti ščitniki za obraz izdelani iz celuloznega acetat propionata, ker bi infrardeči absorber izgorel, če bi uporabili polikarbonat.V zadnjem času se zaradi pojava bolj toplotno stabilnih infrardečih absorberjev uvajajo polikarbonatni ščitniki za obraz, ki tem delavcem zagotavljajo potrebno večjo zaščito pred udarci.
Visokokakovostna smučarska očala – Sončna svetloba, ki se odbija od snega in ledu, ima lahko na smučarje slepeč učinek.Poleg barvil, za niansiranje očal in absorberjev ultravijolične svetlobe za zaščito pred UVA in UVB sevanjem, nekateri proizvajalci zdaj dodajajo infrardeče absorberje za zaščito pred škodljivimi učinki infrardečega sevanja.
Obstaja veliko drugih zanimivih aplikacij, ki uporabljajo posebne lastnosti infrardečih absorberjev.Ti vključujejo lasersko ablirane litografske tiskarske plošče, lasersko varjenje plastične folije, optične zaslonke in varnostna črnila.
Tri glavne skupine kemikalij, ki se uporabljajo kot infrardeči absorberji, so cianini, aminijeve soli in kovinski ditioleni.Cianini so precej majhne molekule in zato nimajo toplotne stabilnosti za uporabo v oblikovanem polikarbonatu.Aminijeve soli so večje molekule in so termično bolj stabilne kot cianini.Nov razvoj v tej kemiji je zvišal najvišjo temperaturo oblikovanja teh absorberjev s 480oF na 520oF.Odvisno od kemije aminijevih soli imajo lahko infrardeči absorpcijski spekter, ki sega od zelo širokega do precej ozkega.Kovinski ditioleni so najbolj toplotno stabilni, vendar imajo to pomanjkljivost, da so zelo dragi.Nekateri imajo absorpcijske spektre, ki so zelo ozki.Če kovinski ditioleni niso pravilno sintetizirani, lahko med predelavo oddajajo neprijeten vonj po žveplu.
Lastnosti infrardečih absorberjev, ki so za oblikovalce polikarbonata najpomembnejše, so:
Toplotna stabilnost – pri oblikovanju in obdelavi polikarbonata, ki vsebuje infrardeče absorberje iz aminijeve soli, je potrebna velika previdnost.Količino absorberja, potrebno za blokiranje želene količine sevanja, je treba izračunati glede na debelino leče.Najvišjo temperaturo in čas izpostavljenosti je treba določiti in natančno upoštevati.Če infrardeči absorber ostane v oblikovalnem stroju med "podaljšanim odmorom za kavo", bo absorber zgorel in prvih nekaj kosov, oblikovanih po odmoru, bo zavrnjenih.Nekateri na novo razviti infrardeči absorberji iz aminijeve soli so omogočili povečanje najvišje varne temperature oblikovanja s 480oF na 520oF, s čimer se je zmanjšalo število zavrnjenih delov zaradi izgorevanja.
Absorptivnost – je merilo infrardeče zavorne moči absorberja na enoto teže pri določeni valovni dolžini.Večja kot je vpojnost, večja je moč blokiranja.Pomembno je, da ima dobavitelj infrardečega absorberja dobro doslednost absorpcije med serijami.Če ne, boste preoblikovali z vsako serijo absorberja.
Prepustnost vidne svetlobe (VLT) – V večini aplikacij želite čim bolj zmanjšati prepustnost infrardeče svetlobe, od 800 nm do 2000 nm, in povečati prepustnost vidne svetlobe od 450 nm do 800 nm.Človeško oko je najbolj občutljivo na svetlobo v območju od 490 nm do 560 nm.Na žalost vsi razpoložljivi infrardeči absorberji absorbirajo nekaj vidne in infrardeče svetlobe ter dodajo nekaj barve, običajno zelene, oblikovanemu delu.
Meglica – v povezavi s prepustnostjo vidne svetlobe je meglica kritična lastnost očal, saj lahko dramatično zmanjša vidljivost.Moglico lahko povzročijo nečistoče v IR barvilu, ki se ne raztopijo v polikarbonatu.Novejša aminijeva IR barvila so proizvedena tako, da so te nečistoče popolnoma odstranjene, s čimer se odstrani motnost iz tega vira in po naključju izboljša toplotna stabilnost.
Izboljšani izdelki in izboljšana kakovost – pravilna izbira infrardečih absorberjev omogoča predelovalcu plastike, da ponudi izdelke z izboljšanimi lastnostmi delovanja in z dosledno visoko stopnjo kakovosti.
Ker so infrardeči absorberji veliko dražji od drugih plastičnih dodatkov ($/gram namesto $/lb), je zelo pomembno, da oblikovalec formulacije zelo pazi na natančno formulacijo, da se izogne odpadkom in doseže potrebno učinkovitost.Enako pomembno je, da predelovalec skrbno razvije potrebne pogoje obdelave, da se izogne izdelavi izdelkov, ki ne ustrezajo specifikacijam.To je lahko zahtevna naloga, vendar lahko povzroči kakovostne izdelke z visoko dodano vrednostjo.
Čas objave: 22. december 2021