Ultravioletta ljusabsorbenter har varit kända för plastframställare sedan en tid tillbaka som en nödvändig tillsats för att skydda plast från de långvariga nedbrytande effekterna av solljus.Infrarödabsorbenter har bara varit kända för en liten grupp av plastframställare.Men eftersom lasern får ökad användning ökar denna relativt okända grupp av tillsatser.

När lasrarna blev kraftfullare, i slutet av sextiotalet och början av sjuttiotalet, blev det uppenbart att laseroperatörer måste skyddas från den bländande effekten av infraröd strålning.Beroende på laserns kraft och närhet till ögat kan antingen tillfällig eller permanent blindhet uppstå.Ungefär samtidigt, med kommersialiseringen av polykarbonat, lärde sig formare att använda infraröda absorbenter i plattor för svetsarnas ansiktsskydd.Denna innovation erbjöd hög slaghållfasthet, skydd mot infraröd strålning och lägre kostnad än de glasplattor som då användes.

Om man ville blockera all infraröd strålning, och inte brydde sig om att se igenom enheten, kunde man använda kimrök.Emellertid kräver många tillämpningar överföring av synligt ljus såväl som blockerande infraröda våglängder.Några av dessa applikationer inkluderar:

Militära glasögon – Kraftfulla lasrar används av militären för avståndssökning och iakttagande av vapen.Det har rapporterats att under åttiotalets Iran-Irak-krig använde irakierna den kraftfulla laseravståndsmätaren på sina stridsvagnar som ett vapen för att blinda fienden.Det har ryktats om att en potentiell fiende håller på att utveckla en kraftfull laser som ska användas som ett vapen, avsedd att blinda fiendens trupper.Neodynium/YAG-lasern sänder ut ljus vid 1064 nanometer (nm), och används för avståndsbestämning.Följaktligen bär soldater idag skyddsglasögon med en gjuten polykarbonatlins som innehåller en eller flera infraröda absorbenter, som absorberar intensivt vid 1064 nm, för att skydda dem från tillfällig exponering för Nd/YAG-lasern.

Medicinska glasögon – Visst är det viktigt för soldater att ha god synlig ljustransmission i glasögon, som blockerar infraröd strålning.Det är ännu viktigare att medicinsk personal som använder lasrar har utmärkt överföring av synligt ljus samtidigt som de är skyddade från tillfällig exponering för de lasrar de använder.Den infraröda absorbatorn som väljs måste vara koordinerad så att den absorberar ljus vid den använda laserns emissionsvåglängd.I takt med att användningen av laser inom medicinen ökar kommer också behovet av skydd mot infraröd strålning att öka.

Svetsare och skyddsglasögon – Som nämnts ovan är detta en av de äldsta tillämpningarna av infrarödabsorbenter.Tidigare specificerades frontplattans tjocklek och slaghållfasthet av en industristandard.Denna specifikation valdes främst för att de infraröda absorbenterna som användes vid den tiden skulle brinna av om de bearbetades vid en högre temperatur.Med tillkomsten av infrarödabsorbenter med större termisk stabilitet ändrades specifikationen förra året för att tillåta glasögon oavsett tjocklek.

Elverksarbetare ansiktsskydd – Elverksarbetare kan utsättas för intensiv infraröd strålning om det finns en ljusbåge i elkablarna.Denna strålning kan vara bländande, och i vissa fall har den varit dödlig.Ansiktsskydd med infraröda absorbenter har varit till hjälp för att minska de tragiska effekterna av några av dessa olyckor.Tidigare behövde dessa ansiktsskydd vara gjorda av cellulosaacetatpropionat, eftersom den infraröda absorbatorn skulle brinna av om polykarbonat användes.Nyligen, på grund av tillkomsten av mer termiskt stabila infrarödabsorbenter, introduceras ansiktsskydd av polykarbonat, vilket ger dessa arbetare det nödvändiga högre stötskyddet.

Högklassiga skidglasögon – Solljus som reflekteras från snö och is kan ha en bländande effekt på skidåkare.Förutom färgämnen, för att färga glasögonen, och ultravioletta ljusabsorbenter för att skydda mot UVA- och UVB-strålning, lägger vissa tillverkare nu till infrarödabsorbenter för att skydda mot de skadliga effekterna av infraröd strålning.

Det finns många andra intressanta tillämpningar som utnyttjar de speciella egenskaperna hos infrarödabsorbenter.Dessa inkluderar laserablerade litografiska tryckplåtar, lasersvetsning av plastfilm, optiska slutare och säkerhetsbläck.

De tre huvudgrupperna av kemikalier som används som infrarödabsorbenter är cyaniner, aminiumsalter och metallditiolener.Cyaninerna är ganska små molekyler och har därför inte den termiska stabiliteten för att användas i formgjutet polykarbonat.Aminiumsalterna är större molekyler och är mer termiskt stabila än cyaninerna.Nya utvecklingar inom denna kemi har ökat den maximala formningstemperaturen för dessa absorbatorer från 480oF till 520oF.Beroende på aminiumsalternas kemi kan dessa ha infraröda absorptionsspektra, som sträcker sig från mycket breda till ganska smala.Metallditiolenerna är de mest termiskt stabila, men har nackdelen att de är mycket dyra.Vissa har absorptionsspektra, som är mycket smala.Om de inte syntetiseras på rätt sätt kan metallditiolenerna avge en illaluktande svavellukt under bearbetningen.

Egenskaperna hos infrarödabsorbenter, som är av största vikt för polykarbonatformare, är:

Termisk stabilitet – stor försiktighet måste iakttas vid formulering och bearbetning av polykarbonat som innehåller aminiumsalt infrarödabsorbenterna.Mängden absorbator som behövs för att blockera den önskade mängden strålning måste beräknas med hänsyn till linsens tjocklek.Den maximala exponeringstemperaturen och tiden måste bestämmas och noggrant observeras.Om den infraröda absorbatorn ligger kvar i formmaskinen under en "förlängd kaffepaus", kommer absorbatorn att brinna av och de första bitarna som gjuts efter pausen kasseras.Vissa nyutvecklade infraröda aminiumsaltabsorbenter har tillåtit att den maximala säkra formningstemperaturen höjs från 480oF till 520oF, och därigenom minskat antalet kasserade delar på grund av avbränning.

Absorptivitet – är måttet på infraröd blockerande effekt hos absorbatorn per viktenhet, vid en specifik våglängd.Ju högre absorptionsförmåga, desto mer blockerande kraft.Det är viktigt att leverantören av infrarödabsorbenter har god absorptionsförmåga batch-till-batch.Om inte, kommer du att omformulera med varje batch av absorbator.

Visible Light Transmission (VLT) – I de flesta applikationer vill du minimera överföringen av infrarött ljus, från 800 nm till 2000 nm, och maximera synligt ljustransmission från 450 nm till 800 nm.Det mänskliga ögat är mest känsligt för ljus i området 490nm till 560nm.Tyvärr absorberar alla tillgängliga infrarödabsorbenter en del synligt ljus såväl som infrarött ljus, och lägger till lite färg, vanligtvis grönt till den gjutna delen.

Haze – Relaterat till synlig ljustransmission är dis en kritisk egenskap i glasögon eftersom det dramatiskt kan minska sikten.Dis kan orsakas av föroreningar i IR-färgämnet, som inte löser sig i polykarbonat.De nyare aminium IR-färgämnena tillverkas på ett sådant sätt att dessa föroreningar avlägsnas helt, vilket eliminerar dis från denna källa och av en slump förbättrar den termiska stabiliteten.

Förbättrade produkter och förbättrad kvalitet – Det korrekta valet av infrarödabsorbenter gör att plastprocessorn kan erbjuda produkter med förbättrade prestandaegenskaper och med en genomgående hög kvalitetsnivå.

Eftersom infrarödabsorbenter är mycket dyrare än andra plasttillsatser ($/gram istället för $/lb), är det mycket viktigt att formuleraren är noga med att formulera exakt för att undvika slöseri och för att uppnå den prestanda som krävs.Det är lika viktigt att processorn noggrant utvecklar de nödvändiga bearbetningsförhållandena för att undvika att producera produkter som inte är specifika.Det kan vara en utmanande uppgift, men kan resultera i högvärdiga kvalitetsprodukter.