Прозрачный полимер: Прозрачность полимеров — Справочник химика 21

Содержание

Прозрачная эпоксидная смола для заливки, какую выбрать, виды

Самым популярным материалом для заливки полов, изготовления мебели и бижутерии считается эпоксидная смола. Она находит практическое применение только после отверждения, так как именно в результате химической реакции полимеризации эпоксидка приобретает те уникальные свойства, которые и определяют сферу ее применения.

Популярный материал

Прежде всего, речь идет о прозрачности. Полученный в результате заливки слой компаунда достаточно прочен. Он не подвержен воздействию влаги, солнечных лучей, а также химически активных веществ. Но для проведения заливочных работ подходит не любая эпоксидная смола. Только бесцветные и кристально прозрачные модели способны передавать весь замысел композиции, образуя не только декоративные покрытия, но и трехмерные композиции.

Описание и особенности

С точки зрения химии, эпоксидка представляет собой содержащий эпоксидные группы олигомер, который при соединении с отвердителями превращается в сшитый полимер, полностью меняющий свои физические свойства.

Двухкомпонентная смола – вид эпоксидки, наиболее часто встречающийся в продаже. Первым компонентом (компонентом «А») служит основной состав, олигомер. В роли второго компонента (компонента «В») выступает отвердитель.

Два компонента

Перед непосредственным применением необходимо предварительно подготовить состав. Технология приготовления компаунда зависит от состава компонентов. Основная смола может быть представлена вязкой и тягучей массой. К ней придется добавлять не только отвердитель, но и растворитель, а также, возможно, пластификатор и другие добавки. Каждый производитель дает подробную инструкцию для работы с материалом.

Отвердитель имеет в своей основе карбоновые кислоты или амины. Основным же химическим веществом является эпихлоргидрин и бисфенол. Такие эпоксидные смолы называются эпоксидно-диановыми. Они больше всего подходят в качестве компаундов для того, чтобы осуществлять литье изделий и поверхностей. Прозрачная смола, как уже видно из самого названия, отличается от «одноклассников» оптическими показателями. Лучи света практически не поглощаются веществом, проходя сквозь него без искажения и без затемнения. Такая смола по внешнему виду напоминает обычное стекло. По-отдельности компоненты тоже не имеют цвета и являются абсолютно прозрачными. Это дает возможность использовать эпоксидку, как защитный материал для изделий художественного творчества.

Подготовка к работе

Нельзя сказать, что абсолютно все марки смол, позиционирующиеся, как прозрачные, таковым остаются сколь угодно длительное время. Только самые качественные материалы могут похвастать стабильностью показателей. Другие же модели с течением времени мутнеют и приобретают характерный желтоватый оттенок.

Отвлекаясь от темы, заметим, что эпоксидные смолы, предназначенные для склеивания изделий, имеют низкий показатель прозрачности, а отдельные модификации отличаются коричневым и даже черным цветом.

Смолы для творчества, помимо прозрачности, имеют еще одну отличительную черту. В результате реакции полимеризации, они застывают достаточно быстро. Изделиями рекомендуется пользоваться через сутки после заливки, однако отверждение наступает уже спустя несколько часов. Именно поэтому опытные мастера рекомендуют тщательно подходить к подготовительному этапу работ, чтобы в процессе заливки не отвлекаться и успеть правильно расположить все элементы декора, предусмотренные в изделии. Результат дает оригинальные коллажи с эффектом «замороженных» декоративных элементов. Они словно парят в воздухе. Отметим, что при низком качестве смолы подобных эффектов не добиться.

Прозрачная эпоксидная смола для объемной заливки подходит, как никакая другая. Чтобы создать 3D картинку, необходимо составляющие элементы размещать в разных слоях. Обычно для этих целей используют изделия из дерева, камня, металла, а также ракушки, цветки растений и прочие мелкие предметы. Границы раздела слоев после отверждения не заметны, и даже при послойной заливке масса выглядит монолитной.

Рабочий процесс

Прозрачная эпоксидная смола – это всегда модифицированный состав. Специальные добавки повышают ее оптические показатели, а также увеличивают прочность, эластичность и устойчивость компаунда к воздействию различных агрессивных средств. Самостоятельно приготовить такой состав вряд ли получится, так как только тщательно подобранные компоненты гарантируют безусадочную заливку.

Наряду с прозрачностью эпоксидная смола обладает целым рядом уникальных свойств, присущих данному виду полимеров, это высокая прочность, износостойкость, термостойкость, устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения, экологичность. Перечисленные качества позволяют использовать прозрачные смолы в производственных целях, однако для этого есть более доступные варианты. Компаунд для заливки и ювелирных работ стоит не так дешево, и именно ценовая составляющая резко ограничивает сферу применения таких смол.

Что еще нужно знать о прозрачности

Прозрачные на первый взгляд компоненты не гарантируют сохранения оптических свойств после отверждения. Практически все эпоксидные смолы в виде разделенных компонентов не имеют цвета и прозрачны. Лишь небольшая доля полуфабрикатов обладает едва различимым желтым оттенком. Надеяться на то, что ничего не произойдет с прозрачностью после реакции нельзя. Но на собственный оттенок все-таки следует обращать внимание при выборе компаунда. Если прозрачные компоненты после смешивания могут помутнеть, то изначально имеющие оттенок смолы не станут похожими на кристалл.

Немного пожелтела

Важно понимать, что одна и та же марка смолы может разниться по цвету. Например, широко популярная эпоксидка ЭД-20 изготовлена строго согласно ГОСТ. Однако стандарт допускает колебание значения цветности от 0 до 4. Не вдаваясь в подробности, заметим, что компаунд может быть похожим на стекло или приобрести желтый оттенок. При покупке следует обращать внимание на количество наполнителей. В самом простом немодифицированном варианте она имеет желтый цвет. Практика показывает, что можно попасть на «не совсем удачную партию», поэтому многие мастера стали отдавать предпочтение более дорогим, но и более качественным материалам.

Ювелирные смолы обладают высокой вязкостью, сохраняя при этом прозрачность. На одну лишь только вязкость ориентироваться не стоит. Существуют густые смолы, не предназначенные для творчества. Если попытаться произвести заливку, то внутри слоя будут образовываться пузырьки воздуха. Их большое количество создает визуальный эффект замутнения материала. Выгнать пузырьки можно, разогревая смолу монтажным феном, но из-за большого их количества работа становится очень трудоемкой.

ЭД-20

Пожелтение смолы происходит под действием таких факторов, как действие ультрафиолетового излучения и окислительные реакции. Многие смолы успешно противостоят излучению. Считается, что для эпоксидки оно не существенно. На самом деле, некоторое влияние солнечный свет на компаунд все-таки оказывает. Но даже если и удастся подобрать качественную марку, устойчивую к свету, то от воздействия кислорода избавиться никак не получится, то есть, в долгосрочной перспективе необходимо быть готовым к изменению прозрачности.

Сегодня нет необходимости разбираться в технических параметрах материала, чтобы заняться творчеством. Многие производители позиционируют свои модели, как смолы для узкого применения. Можно без труда найти смолу для заливки пола или для изготовления мебели, а те марки, которые пригодны для производства бижутерии, получили название «ювелирная смола».

Красивые кулоны

В специальных ювелирных смолах все компоненты грамотно подобраны, в результате чего материал отличается текучестью, отсутствием собственного оттенка и необходимыми показателями пластичности. Кстати, повысить прозрачность позволяет добавление антиоксидантов и UV-протекторов. Помимо этих параметров, прозрачные смолы способны выдерживать однослойную заливку. Максимально допустимый слой – важный показатель, с которым необходимо считаться. Компаунды позволяют заливать слои толщиной до 5 см.

Популярные марки

В некоторых интернет-магазинах можно встретить классификацию прозрачных эпоксидных смол. Выделены такие типы, как смолы для заливки, для украшений и для творчества. Однако при изучении ассортимента выясняется, что в перечисленные категории попадают одни и те же модели.

Вероятно, распределение по типам создано для усовершенствования функционала магазина, а производители выпускают универсальные модели, которые подходят для всех перечисленных типов работ. Покупателю нужно знать, что выбранная марка является именно прозрачной смолой. Приведем примеры наиболее востребованных моделей.

Magic Crystal-3D

  • Продается в различной фасовке, что оптимизирует затраты. Если необходимо малое количество компаунда, то покупатель имеет возможность приобрести всего 100 мл смолы. Для заливки полов материал продается в ведрах по 10 и по 20 кг. В комплекте к основному составу поставляется отвердитель. Помимо заливочных работ, можно смолой герметизировать различные соединения.
  • Der 330. Текучесть смолы позволяет использовать его при заливке больших площадей, например, полов. Нередко смола применяется в качестве клея.
  • Magic Crystal-3D. Ювелирная смола повышенной вязкости. С ее помощью создают украшения, бижутерию, линзы с декоративными элементами. Прозрачность компаунда дает возможность создавать трехмерные композиции.
  • Epoxy CR 100. Смола имеет производственное назначение. Ее используют в качестве прослойки при возведении зданий, а также в качестве основного материала для наливных полов. Прочность полимера востребована при заделывании трещин и небольших дефектов.
  • Компаунд К-153. Помимо прочих своих качеств, известен, как неплохой электро- и гидроизолятор. Обладает пластичностью и высокой прочностью. Применяется в условии больших ударных и вибрационных нагрузок.
  • Данная смоле известна любителям художественного творчества. Она хорошо колеруется и продается в удобных упаковках (шприцах, тюбиках, банках). Повышенная вязкость используется при рисовании картин.

Готовое изделие

Достаточно посетить несколько тематических форумов, чтобы на основе отзывов пользователей продолжить предложенный перечень. Он не является рейтинговым, то есть нельзя сказать, какая смола лучше, а какая – хуже. Для каждого конкретного вида работ подбирается своя марка, причем иногда определяющим фактором служит навык и предпочтения самого мастера.

Органическое стекло — получение и свойства полиметилметакрилата. Свойства оргстекла | ПластЭксперт

Что из себя представляет оргстекло


Оргстекло – это бытовое название листовых материалов, напоминающих по виду и некоторым свойствам оконное стекло, и состоящее из прозрачных полимеров: полиакрилатов, поликарбонатов, полистиролов, различных сополимеров. Чаще всего так называют полиметилметакрилат (ПММА), который представляет из себя полимер, элементарным звеном которого служит метилметакрилат. В дальнейшем мы будем рассматривать под названием «оргстекло» в основном именно ПММА. Ниже приведена химическая формула полиметилметакрилата:


Формула полиметилметакрилата


Рис.1.


Обычно ПММА – это прозрачный полимер, который довольно легко поддается переработке в изделия всеми основными промышленными методами. Из-за своей высокой прозрачности он и получил второе название «органическое стекло».


Производство ПММА


На современных нефтехимических предприятиях полиметилметакрилат синтезируют путем полимеризации по свободно-радикальному механизму. Реакцию проводят в блоке или суспензии, иногда в эмульсии или растворе. Выпускают оргстекло обычно в форме гранул для дальнейшей переработки или листов.


Рассмотрим подробнее технологический процесс получения ПММА. Химическая реакция проводится в формах, состоящих из стальных, алюминиевых листов или слоев силикатного стекла. Прокладки из эластичного материала, от расстояния между которыми зависит толщина будущего листа органического стекла, устанавливают в указанные формы. На этом подготовительные операции завершаются.


Первой технологической операцией в ходе синтеза является получение форполимера – сиропообразной жидкости с высокой степенью вязкости. После получения форполимер помещают в форму, которую располагают в камере с нагретой водой или оборотным теплым воздухом. Процесс ведется через форполимер для недопущения появления дефектов из-за высокой усадки при полимеризации метилметакрилата, которая достигает 23 процентов. Добавки, необходимые для придания материалу необходимых свойств, например красители, замутнители, пластификаторы, стабилизаторы и т.д. диспергируют в форполимере перед полимеризацией. После окончания процесса синтеза листы оргстекла вынимают из форм и проводят их финишную обработку, которая заключается в удалении облоя и при необходимости шлифовке и полировке.


Кроме описанного выше литьевого метода органическое стекло также изготавливают методом экструзии. Существует ряд отличий между получаемым экструзионным оргстеклом и литьевым. Экструзионный акрил характеризуется менее прочными молекулярными связями, тогда как в литом акриле они более прочные. Прочные связи между молекулами придают литьевому оргстеклу более высокие физико-механические, тепловые и химические характеристики. Также особенности производства материала влияют на дальнейшее его поведение при обработке и переработке в изделия.


Полиметилметакрилат производят в различных уголках мира под различными торговыми марками. В зависимости от фирмы и страны производителя ПММА пожет иметь следующие названия: плексиглас, люсайт, плексигум , диакон, ведрил, акрима, карбогласс, новаттро, плексима, лимакрил, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт, акрил, метаплекс и др. Возвращаясь к методам получения оргстекла заметим, что экструзия – крупнотоннажный процесс, который потребляет большого объем полимерного сырья, и применяется только на больших производствах. С этим связан тот факт, что количество цветов и ассортимент свойств марок экструзионного материала обычно гораздо скромнее, чем предлагается на рынке литьевого акрила.


Органическое стекло любого типа можно вторично перерабатывать без особых ограничений, как любой стандартный термопластичный материал.


Основные свойства оргстекла


ПММА, как и любой полимер, обладает высокой молекулярной массой, она для этого полимера достигает 2 млн атомных единиц. Температура размягчения ПММА чуть выше 120 градусов Цельсия, а температура плавления порядка 160 градусов, что во многом обусловливает его хорошую перерабатываемость.


По физическим характеристикам оргстекло обладает очень хорошей прозрачностью, высокой проницаемостью не только для лучей видимой части спектра, но и для ультрафиолета. Органическое стекло имеет хорошие диэлектрические и физико-механические данные и обладает высокой атмосферостойкостью. Также этот материал достаточно химически стоек: устойчив к неконцентрированным кислотам и щелочам, спиртам и жирам, а также к гидролизу и минеральным маслам. Оргстекло, насколько это известно современной науке, безвредно для живых организмов и в то же время стойко к биологическому разрушению. Полиметилметакрилат перерабатывается экструзией с последующим термоформованием (вакуумным или пневмоформованием), штамповкой, литьем под давлением на термопластавтоматах. Также оргстекло легко обрабатывается механически, склеивается и сваривается.


Рассмотрим особенности материала более подробно.


Плотность ПММА для полимера достаточно высока и составляет 1190 кг/см3 , что намного ниже (почти в 2,5 раза) чем плотность силикатного стекла. Она примерно на 20% выше плотности ПЭНД и на 30% полипропилена, но, например, на 17% меньше плотности жесткого ПВХ. Низкая плотность приводит к тому, что при одинаковой толщине масса конструкции из органического стекла в 2,5 раза меньше, чем такая же из силикатного стекла. Зачастую такая конструкция требует гораздо меньше несущих элементов и опор, что придает ей гораздо лучших эстетических вид. Ударная прочность оргстекла примерно в 5 раз выше прочности силикатного стекла, что дает различные возможности его применения там, где высок риск для хрупкого обычного стекла.


Широко известно, что органическое стекло является легковоспламеняющимся, однако оно менее опасно, чем другие полимеры, подверженные открытому горению. В процессе горения ПММА выделяет минимум вредных продуктов окисления. Температура его воспламенения составляет 260°С.


Оргстекло, в отличие от некоторых полимеров имеет высокую морозостойкость. Диапазон рабочих температур ПММА довольно широк и находится в промежутке между минус 40°С и +80°С.


Оргстекло обладает малой теплопроводность, около 0,2—0,3 Вт/(м·К), что гораздо ниже теплопроводности обычного силикатного стекла от 0,7 до 13,5 Вт/(м·К), что дает органическому материалу большое преимущество при применении в энергоэффективных объектах.


Оргстекло обладает высокой стойкостью к старению. Т.к. светопропускание этого материала больше, чем у любого крупнотоннажного полимера и равно примерно 92% от проходящего через него видимого света. Органическое стекло не нуждается в дополнительной защите ультрафиолетового излучения. Физико-механические свойства ПММА, и его светопропускание очень медленно изменяется со временем, несмотря на действие УФ-лучей и воздействий атмосферных явлений. Однако для окрашенного оргстекла возможно изменение цвета материала в зависимости от его производителя и определенного цвета, но это, как правило, происходит по истечении большого срока и при эксплуатации вне помещений.


При этом оргстекло достаточно склонно к поверхностным повреждениям, оно довольно легко царапается. Это обусловливает применение специальных защитных пленок из полимеров на поверхности стекла.

Химические и экологические характеристики


Оргстекло является достаточно экологичным материалом. Оно не выделяет вредных химических соединений не только при горении, но и при обычном многолетнем применении и считается абсолютно безопасным материалом. Его использование разрешено как вне помещений, так и внутри них, в том числе в лечебных и детских заведениях. Как упоминалось ранее, отходы органического стекла не токсичны и могут полностью быть переработаны вторично.


ПММА известен своей высокой стойкостью к воде, а также к различным химическим соединениям, например к щелочам, растворам солей. Из распространенных химикатов на оргстекло существенно влияют концентрированные серная, хромовая и азотная кислота и некоторые растворы сильных кислот: цианистоводородные (синильная кислота) и фтористоводородные (плавиковая кислота).


Кроме того, органическое стекло можно растворить в некоторых сильных растворителях: дихлорэтане и других хлорированных углеводородах, сложных эфирах, альдегидах и кетонах. Также на него могут воздействовать низкомолекулярные спирты, в том числе этиловый спирт. Однако, реакция при этом медленная. Так при недолгом воздействии на оргстекло разбавленного до 10 процентов этилового спирта видимых изменений не происходит.


Применение оргстекла


Органическое стекло применяется достаточно широко. Высокая транспарентность в сочетании с хорошими механическими характеристиками открыла этому материалу дорогу к использованию в области транспорта: авиационной технике, автомобильной отрасли и т.п. Широко применяется ПММА в светотехнической индустрии, как листовой материал, прошедший полировку, так и гранулы для литья под давлением или экструзии рассеивателей светильников.



Изображение фары мотоцикла


Рис.2. Фара мотоцикла


Кроме того, оргстекло используют в архитектуре и строительной индустрии, изготовлении товаров для дома, приборостроении и т.д. Широко применяется в сельском хозяйстве как материал для остекления оранжерей и теплиц. Оргстекло – хороший конструкционный материал для применения в строительстве, например для производства окон и дверей, веранд и для отделочных работ и некоторых изделий. В приборостроении оргстекло используют в качестве компонентов инструментов и приборов. В медицине оно применяется также в области инструментов, изготовлении контактных линз и в протезировании. В области оптики из этого чудесного материала выпускают линзы и призмы. Также из оргстекла можно делать компоненты микроэлектроники, игры и игрушки для детей, средства индивидуальной защиты (очки, маски), трубы и трубки для пищевой индустрии, разнообразные изделия для спортивного снаряжения и многое другое.


Незаменимо органическое стекло для уличного применения, им покрывают рекламные щиты, вывески, световые короба и прочие наружные носители информации и рекламы. Повсеместно мы видим этот материал при оформлении и наполнении витрин, в витражах, защитном остеклении, дизайнерских изделиях, сантехнике, музыкальных инструментах, торговых материалах, например ценникодержателях, POS-материалах, аквариумах, сувенирах и т.д.


Также в материалах последних поколений, особенно в авиа- и вертолетостроении, оргстекло активно применяется в составе многослойных композитных материалов, в том числе в комбинации с неорганическими стеклами.


История оргстекла


Этому материалу уже почти 100 лет. Оргстекло, которое в то время получило название «плексиглаз» (марка Plexiglas существует и сегодня) было получено в 1928 году немецким специалистом Отто Рёмом. Товарное производство материала началось в 1933 году там же в Германии, а первые известные продукты, для получения которых было применено оргстекло, датированы 1936 годом.


Изображение кабины самолета


Рис.3. Кабина самолета середины 20 века


Такой материал, как прозрачный прочный полимер пришелся очень вовремя. В 20-30-е годы 20 века многие страны совершили скачок в развитии самолетостроения, особенно военного, в целом страны милитаризировались. В эти годы появились первые самолеты с закрытой кабиной, для изготовления которой отлично подошел новый полимер. Оргстекло было безопасным, то есть не разбивалось с образованием осколков, оптически прозрачным, химически стойким, в том числе к бензину, маслам и смазкам, водостойким. Всё это определило быстрый рост потребления материала.


40-е годы прошли под знаком развития применения оргстекла в авиастроении и не только. В годы ВОВ из него изготавливались кабины и другие части военных самолетов, детали подводных лодок и другие элементы, требующие прозрачности, легкости и прочности. С началом использования других, более продвинутых и менее горючих материалов, в том числе композитов, применение оргстекла в военной отрасли отошло на второй план.


В послевоенные годы органическое стекло получило широчайшее распространение во всех описанных выше областях. В настоящее время ПММА применяется гораздо скоромнее других крупнотоннажных полимеров, но в качестве прозрачного пластика он по-прежнему очень популярен. Однако во многом этот полимер потеснили другие транспарентные пластики, в том числе с лучшими свойствами или более дешевые, например поликарбонат, некоторые марки ПВХ и особенно полистирол и его сополимеры. Последние обладают огромным разнообразием характеристик при невысокой цене.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Алхимия фотополимерных смол – подводим итоги.

Приветствую, коллеги!

С легкой руки Игоря (aka goga44) процесс самостоятельного окрашивания фотополимерной смолы в нужный цвет на данном портале был назван «алхимией».

Поскольку давно никто ничего не писал на данную тему – пора подводить итоги.

Немного вводных данных:

1) Традиционный цвет фотополимерных смол – красный, вишневый пришел из эпохи DLP-принтеров. DLP-принтеры с мощным проектором, свет которого содержал большое количество излучения 420 нм, сильно «просвечивали» полимер в глубь, вызывая паразитную засветку по оси Z. Для борьбы с этим фотополимеры окрашивали красителем, эффективно задерживающим синее и фиолетовое излучение – красным или вишневым, или, как вариант – черным.

LCD-принтеры излучают свет, близкий к 405нм, поляризуют его и поэтому куда слабее просвечиваю фотополимер вглубь, паразитная засветка по оси Z у них намного меньше, а паразитная по осям X-Y вызвана несовершенством цветовой схемы. Благодаря этому на LCD-принтерах можно печатать не только красными, вишневыми и черными полимерами, но и полимерами других расцветок. Естественно, если печатать прозрачным полимером, или слабоокрашенными, окрашенными в синий цвет – есть риск увеличения паразитной засветки. Но если мы печатать что-то не требующее сверхвысокого разрешения — можно смело брать прозрачный полимер и окрашивать его по своему желанию исходя из эстетических соображений.

2) Фотополимеры окрашиваются красителями или пигментами. Красители – это вещества, которые растворяются в фотополимере, не выпадают в осадок, снижают паразитную засветку. Красители имеют склонность к миграции, некоторые – очень большую. Если вы положите деталь, окрашенную красителем, на белую поверхность – можно получить цветное пятно…

Пигменты – это нерастворимые твердые вещества, которые в фотополимере находятся в виде взвеси. Они склонны к выпадению в осадок или к расслаиванию, одни – больше (окись титана), другие –практически не выпадают (сажа газовая). Пигменты могут увеличить паразитную засветку и снизить точность печати, за счет отражения света от частиц пигмента, особенно заметно на белом пигменте и металликах. Как правило, не склонны к миграции (сажа газовая – исключение).

Если вам нужны «глухие» цвета, особенно светлых оттенков (например светло-голубой) – то выбора нет – надо использовать пигменты, а не красители.

3) Ничто не мешает купить пигмент необходимой степени перетира (менее 10 мкм) и смешать его с фотополимером, но любой, кто хоть раз пытался замесить самостоятельно краску на сухом пигменте – согласиться, что лучше пользоваться готовыми пастами,… поэтому самый прямой путь – использовать сухие пигменты – я не рассматриваю.

4) Окрашивание изменяет реактивность фотополимерных смол – она снижается. Чем сильнее окрашен фотополимер – тем сложнее его просветить в глубь, и тем больше времени потребуется на его засвечивание при печати. Речь идет прежде всего о красном и черном цвете. Белый, голубой – влияют меньше, а металлики могут даже увеличивать реактивность фотополимера – за счет многократного отражения света.

5) Фотополимер можно окрашивать металликами – можно получить интересные эффекты, но вот эффекта металла и металлического блеска достичь не удастся – плоские частички металлической пудры при печати ориентируются вдоль слоя, и в зависимости от угла направления света – модель кажется либо блестящей, либо серой.

Возможно, если использовать металлический пигмент в виде шариков, а не плоских чешуек – эффект будет другой.

6) Большинство прозрачных фотополимеров – имеют желтоватый оттенок (вплоть до насышенно-желтого). Если в них добавить чуть-чуть синего красителя – желтизна уходит, полимер кажется почти белым в тонком слое, с легким зеленым оттенком в толстом слое (как у оконного стекла).

7) И красители и пигменты как-то влияют на механические характеристики полимера. Как – и почему неизвестно, в том числе и производителям фотополимеров. Красный фотополимер Harzlab почему-то более хрупкий, чем черный… По моим ощущениям – подкрашенный в белый цвет фотополимер кажется более мягким и гибким, по сравнению с красным (пигментная паста в обоих случаях – одна и та же, только пигмент разный).

8 ) В процессе дозасветки фотополимер немного изменяет цвет, — обычно цвет становится более темным и насыщенным. При последующем воздействии сильного света (как видимого, так и УФ) или длительном воздействии света вообще неготовые некоторые красители и пигменты начинают терять цвет – «выгорают». В этом плане пигментная паста «Палиж» вне конкуренции – она выпускается со светостойкими пигментами. УФ-чернила, предназначенные для наружной рекламы – так же должны быть светостойкими. Светостойкость остальных способов подкраски – под вопросом… В интернете очень много фотографий с выцветшими отпечататками из полимеров, окрашенных ЗАВОДСКИМ способом в красный, а теперь – и в зеленый цвета.

Итак, фотополимерную смолу можно окрашивать:

1) Специальными пигментными пастами:

1.1. Fan To Do.

Пасты очень концентрированные, для окрашивания надо совсем немного, при небольшом добавлении полимер становится полупрозрачным, при сильном окрашивании – почти непрозрачным в слое более 2 мм. Пригодны для окрашивания SnowWhite в пастельные тона.

Основной недостаток – цвета отличаются от палитры CYMK, поэтому нужный цвет достичь достаточно трудно, не все цвета достижимы, несмотря на наличие всех четырех основных цветов. Коричневый цвет мне удалось достичь только с нескольких попыток и после подсказки Большого Нахимова.

1.2. Monocure

Отвечают стандарту CYMK. К сожалению, в Россию они не поставляются (пока не поставляются?), поэтому никаких сведений о них нет…

2) Пигментными пастами. Я использую «Палиж» серия «полимер-О». Возможно, можно использовать другие.

Паста «Палиж» «Полимер-О» относительно дешевая, достаточно концентрированная, выпускается различных оттенков, в том числе металики. Но цвета – не CYMK… Нужно иметь опыт, чтобы смешиванием достичь нужного оттенка или цвета… Хотя коричневый цвет можно просто купить, а не смешивать…

3) Чернилами для UV-принтеров.

Достоинства – отвечают стандарту CYMK. Концентрированные, для окрашивания достаточно нескольких капель.

Недостатки – невозможно купить в мелкой фасовке, надо «доставать». Усиливают адгезию фотополимера к FEP-пленке.

Особенности – содержат фотоинициаторы, и как результат — повышают реактивность фотополимера. Могут использоваться для адаптации низкореативных фотополимеров для лазерных SLA к печати на LCD-принтерах.

4) Гель-лаками для ногтей. Я лично пользовался «bluesky» (как самый дешевый и доступный), но, в принципе, наверное подойдут любые гель-лаки.

Достоинства – куча различных оттенков и цветов, легкость покупки небольшого объема, достаточно концентрированные.

Недостатки – сильно увеличивают вязкость полимера, причем не только вискозность, но тиксотропность. Точнее – ОЧЕНЬ сильно увеличивают вязкость.

Особенности – содержат фотоинициаторы, и как результат — повышают реактивность фотополимера. Могут использоваться для адаптации низкореативных фотополимеров для лазерных SLA к печати на LCD-принтерах.

5) Пастой от шариковых ручек (не гелевых!)

Очень концентрированная, с трудом поддаётся размешиванию, требует времени на распределение по фотополимеру и размешиванию в несколько присестов.

Выпускается в палитре, далекой от CYMK, и даже далекой от традиционных трех цветов художников…. Хотя для детей выпускают многоцветные наборы – 6, 8, 12 и более цветов. Мне удалось купить один из них…

Мне не понравилось, но исключительно из-за того, что мне нравятся «глухие» цвета, тем, кто хочет цветной прозрачный полимер – паста от шариковых ручек — самое доступное решение.

6) Различными красителями.

Я лично пробовал какой-то краситель красного цвета, который мне прислал Harzlab. Для снижения паразитной засветки – был очень эффективен.

В интернете рекомендуют краситель Судан IV.

По красителям, к сожалению, больше ничего сказать не могу.

Подробнее об окрашивании фотополимеров с примерами – см. блог goga44 и pl32. Ключевые слова для поиска – «алхимия фотополимерных смол».

Ну и в завершении – фотография моего «арсенала»:


На фотографии – пигментная паста «палиж», пигментная паста Fan To Do, шариковые ручки «экзотических» цветов, гель-лак, вишневый краситель, УФ-чернила.

Фактически из всего этого арсенала я остановился на пигментной пасте «палиж» в тех случаях, когда требуется окрасить полимер в декоративно-эстетических целях и вишневый краситель – в случаях, когда надо достичь резкой и точной печати, с минимальной паразитной засветкой.

И да, я покупаю исключительно прозрачные фотополимеры.

На этом пока все.

Удачи в области подкраски фотополимеров!

Самый прозрачный ‘прозрачный’ фотополимер

VikluhaVaklay

Идет загрузка
Загрузка

12.02.2019

854

Вопросы и ответы

Кто такой знает? Кто с таким работал? Ну и конечно, чтоб он для простых грешных был доступен. Как я понял, подавляющее количество таких полимеров с явной желтизной. Но на просторах тырнета есть немало примеров изделий на вид как из стекла: корпус фары, кухонная утварь, линзы и т.д.. Ясно, что есть постобработка в виде шлифовки и полировки, но именно сама степень светопропускания, близкая к оргстеклу, очень интересует.Идет загрузка
Идет загрузка

Ответы на вопросы

Популярные вопросы

everlast

Идет загрузка
Загрузка

26.07.2020

441

Всем доброго времени суток!Уже несколько лет пользуюсь дельтой Prism mini. Штука неплохая, но, как и все принтеры, со своими нюансами….

Читать дальше

dakov

Идет загрузка
Загрузка

08.08.2020

355

Товарищи, подскажите какой надо добавить G код стартовый, чтобы принтер с заданными для печати модели параметрами (скоростью печати, температурой сопл…

Читать дальше

mlizart

Идет загрузка
Загрузка

15.03.2018

19111

Несколько раз уже я обращался к уважаемому сообществу с вопросом на тему — почему так говорят ‘3D печать’, ‘3D принтеры’ и прочие интерпретации, типа…

Читать дальше

Волокна. Оптическое волокно | ПластЭксперт

Волокна


Все волокна, применяющиеся в современной жизни, относятся либо к натуральным волокнам (шерсть, хлопок, лен и т.д.), либо к синтетическим или искусственным волокнам. Классификацию синтетических волокон можно представить как: полимерные волокна и неорганические (стекловолокно, углеродное волокно), а классификацию полимерных волокон по типу полимерного сырья: вискозные волокна, полиэфирные волокна, полиамидные волокна (капрон, лавсан, найлон и др.), полипропиленовые волокна. В данной статье подробно рассмотрим оптические полимерные синтетические волокна, которые можно встретить в продаже на рынках России и СНГ.

Полимерные оптические волокна


Оптические волокна по виду применяемого материала можно разделить на волокна из неорганического и органического стекла. Несмотря на то, что компании-производители волокон достигли значительного прогресса в производстве волокон высокой прочности из неорганических стекол, их небольшое относительное удлинение при разрыве ограничивает диаметр волокна, исходя из практических требований к радиусу изгиба. Немаловажное значение имеет также возможность сварки волокон. Кроме того, поверхность световода из стекла необходимо защищать от влияния внешней среды с помощью полимерного покрытия. Полимерные оптические волокна (ПОВ) обладают исключительной гибкостью при относительно больших диаметрах и способностью выдерживать без разрушения многократный изгиб. Так, радиус изгиба ПОВ диаметром 0,75 мм определяется оптическими, а не механическими свойствами. При диаметре 1,5 мм минимально допустимый радиус изгиба этих материалов равен 8 мм. Кроме того, они обладают малой плотностью, хорошей механической прочностью, радиационной стойкостью, технологичны. Из существующих типов оптических волокон наибольшее относительное удлинение имеют полимерные или химические волокна (рис. 1). В частности, ПОВ из метилметакрилата могут выдерживать обратимые деформации, равные 13%. У более хрупких полимеров, таких, как полиэфир, упругая деформация составляет 6%. Путем предварительной ориентации молекул полимера можно подавить рост микротрещин и увеличить эластичность.




                                  


Рис 1 Зависимость разрушающего напряжения при растяжении в оптических волокнах от относительного удлинения. 1 — кварцевое волокно, 2 — полимерное волокно с сердечником из полиметилметакрилата


 


Показатель преломления изменяется от 1,32 — для материалов на основе акрилатов со значительными добавками фтора; до 1,6 — для некоторых фенольных смол. Большой апертурный угол (около 60°) облегчает процесс согласования ПОВ при их соединении, что снижает требования к точности изготовления элементов соединителя. Оптические соединители для синтетических волокон изготовляют из термопластичных материалов методом литья под давлением, что снижает их стоимость. Высокие оптические потери и температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), низкая абразивная прочность, склонность к быстрому старению, малый коэффициент широкополосности сужают область их применения. В основном они используются в системах связи и освещения, автомобилестроении, медицине, для изготовления датчиков, информационных табло и панелей, бытовых электроприборов и пр.


 ПОВ применяются в локальных волоконно-оптических системах связи на участках длиной до 3 км, а также для внутриобъектовой связи. Стоимость кабелей на их основе на 70-90% дешевле, чем кабелей на основе кварцевых волокон. На основе ПОВ изготовляют гибкие изолирующие вставки, которые применяются на электрических подстанциях для обеспечения безопасности персонала, обслуживающего системы управления мощными выключателями Высокая гибкость ПОВ позволяет выпускать волокна диаметром свыше 400 мкм, что облегчает условия ввода в них излучения и стимулирует их применение.

Оптические свойства полимеров


ПОВ предназначены в основном для работы в видимой области спектра. За пределами видимой области в ультрафиолетовой и ближней инфракрасной зонах светопропускание используемых полимеров падает, и эффективность их применения снижается (рис. 2).


Оптические потери синтетических полимерных волокон состоят из собственного поглощения, которое зависит от структуры и качества материала и несобственного поглощения, определяемого загрязнениями металлами переходной группы и оптическими примесями. Кроме того, несобственные потери вызывают неровности на границе сердцевины и оболочки, а также двойное лучепреломление материала.


Влияние несобственных факторов можно уменьшить за счет усовершенствования технологии изготовления ПОВ.


Таким образом, предельные характеристики потерь ПОВ могут быть установлены, если принимать во внимание потери на собственное поглощение и рассеяние материала. Поглощение света полимером в ИК-области спектра связано с возбуждением колебаний молекул. В ближней и средней ИК-областях (0,75-25 мкм) проявляются внутримолекулярные колебания, при которых меняется относительное расположение ядер атомов, составляющих молекулу.




Рис. 2. Зависимость мощности передаваемого сигнала на выходе ОВ от длины волны. 1 — кварцевое ОВ; 2 — ПОВ


Такие колебания сопровождаются изменением длин связей, соединяющих атомы (валентные колебания), и валентных углов между связями (деформационные колебания).


В каждом молекулярном колебании принимают участие в той или иной степени все атомы молекулы. Тем не менее, можно выделить такие колебания, в которых участвуют главным образом определенные атомы или группы атомов, роль остальных атомов молекулы оказывается незначительной. Частоты этих колебаний сохраняются в спектрах различных соединений и называются характеристическими


 В спектрах поглощения тем больше полос и меньше окон прозрачности, чем сложнее химическое строение полимера (наличие в его макромолекуле ароматических колец, гетероатомов, кратных связей и пр.).


Макромолекулы с одной и той же химической структурой, но различной конфигурацией или конформацией (молекулы одной и той же химической структуры, отличающиеся геометрической формой благодаря возможности поворотов отдельных звеньев вокруг простых связей, соединяющих эти звенья) имеют разные колебания, а, следовательно, и различия в спектрах поглощения. Полимерные цепи могут содержать также примесные группы разного происхождения. Эти группы в молекулах полимера могут появиться в процессе полимеризации или образоваться в результате деструктивных и окислительных процессов при его переработке


Кроме того, полимеры могут содержать остатки инициаторов, растворителей, катализаторов, а также специальные добавки. Добавки вводят для сохранения свойств полимеров при их переработке и эксплуатации (стабилизаторы) или для модификации свойств полимерного материала (пластификаторы, наполнители, красители, антистатики и пр.). Вся химия, которая вводится в полимеры волокон при синтезе, также в той или иной мере влияет на их оптические свойства.


Группы, избирательно поглощающие в этих областях спектра и определяющие окраску соединения (если поглощение оказывается в видимой области), называются хромофорами. Как правило, этот термин относится к группам, обусловливающим поглощение в интервале длин волн от 0,2 до 1,0 мкм. Присутствие в молекуле вблизи хромофорных групп других групп — таких, как ОН, Nh3, ОСh4, увеличивает длину волны поглощения (батохромный эффект). Такие группы, которые сами не поглощают, но повышают интенсивность поглощения и смещают его в длинноволновую область спектра, называют ауксохромами. Смещение полос поглощения и изменение их интенсивности наблюдается и при взаимодействии хромофорных групп между собой.


Если исходить из предпосылки, что состояние молекулярных связей у полимеров при температуре выше температуры стеклования сохраняется, то можно считать, что потери на собственное рассеяние у полимерных материалов обусловлены рэлеевским рассеянием, возникающим вследствие флуктуации плотности полимеров. У аморфных полимеров отмечаются лишь обычные флуктуации плотности, которые можно наблюдать в жидком состоянии, и не зафиксировано анизотропии, не свойственной жидкости. Существенные структурные изменения у жидкого и твердого аморфного полимера отсутствуют.


Рассеяние (мутность), обусловленное флуктуациями плотности изотропной жидкости, можно описать уравнением:




где k — постоянная Больцмана;

Т — абсолютная температура;

lо — длина волны в вакууме;

n — показатель преломления.


В ультрафиолетовой и видимой областях спектра так же, как и в инфракрасной, возможно появление постороннего примесного поглощения, которое ухудшает оптические свойства полимеров и может вызвать окраску. Примесные группы могут возникнуть не только в процессе полимеризации, но и в результате структурных превращений в полимере и при переработке или старении, что часто приводит к окрашиванию полимеров.


Значительные потери возникают при загрязнении материалов примесями, электронные переходы которых поглощают энергию в диапазоне 0,5-1,0 мкм. Из примесей следует отметить, прежде всего, гидроксильную группу и ионы переходных металлов — железа, хрома, меди, марганца, титана, ванадия, кобальта, никеля и пр. Влияние некоторых перечисленных примесей на затухание ПОВ довольно значительно. Причем наиболее критическими примесями являются ионы железа и хрома. Зависимость показателя преломления от длины волны для наиболее распространенных оптических полимерных материалов и неорганических стекол приведена на рис. 3.




Рис. 3. Зависимость показателя преломления (а) и дисперсии (б) различных веществ от длины волны. 1 — полиметилметакрилат; 2 — кварц; 3 — полистирол; 4 — флинт


 Изменение показателя преломления от температуры для прозрачных полимерных материалов составляет обычно (1-2)*10-4 на 1°С, то есть на порядок выше соответствующего температурного коэффициента лучших неорганических стекол


 Резкое увеличение дисперсии в сторону коротких волн (рис. 3, б) связано с влиянием края сильного поглощения в УФ-области. Для полистирола этот край ближе к видимой области, чем для акриловых полимеров, поскольку последние обладают большей прозрачностью в УФ-области.


Актуальной технической задачей является создание материалов с заданными значениями показателей преломления. Для этого можно использовать сополимеры, показатели преломления которых занимают промежуточное положение между значениями для гомополимера.


С целью повышения показателя преломления в полимерные материалы вводят ароматические кольца, галогены (кроме фтора). Уменьшение показателя преломления до минимальной величины достигается введением фтора.


Показатель преломления зависит от метода полимеризации, влияющего на структуру полимера, от содержания незаполимеризовавшегося мономера и других факторов. Диффузия остаточного мономера к поверхности образца и его испарение с поверхности могут приводить к неоднородности материала по показателю преломления. Как правило, колебания показателя преломления проявляются в четвертом десятичном знаке.

Влияние температуры на характеристики полимеров для ПОВ


Применение оптико-волокон в автомобилестроении и аэрокосмической технике требует обеспечения их длительной эксплуатации при температурах 80-140°С. Возможность работы полимера при повышенной температуре определяется температурой стеклования Тg. Для полистирола и полиметилметакрилата Тg равна 100-105°С. Однако наличие в этих материалах даже 1% свободного мономера оказывает на них пластифицирующее действие, которое уменьшает Тg до 90°С и даже ниже.


 



 


Рэлеевские потери увеличиваются с повышением температуры, однако этот процесс до Тg незначителен. Увеличение потерь на рассеяние является процессом обратимым, однако, воздействие повышенной температуры в течение длительного периода времени может привести к окислению материала и уменьшению прозрачности, особенно в УФ-области спектра.


Повышенная температура отрицательно влияет на механическую прочность ПОВ и ускоряет процессы релаксации. Последний процесс — установление термодинамического равновесия (полного или частичного) — необратимый.


При создании теплостойких полимеров для ПОВ необходимо уделять внимание связи между Тg и эластичностью материала. Эта связь очень сложна и определяется не только молекулярным весом и его распределением, но и образованием сетки волосных трещин, механизмом повышения прочности за счет ориентации молекул. Полимеры с малым значением Тg имеют при комнатной температуре более высокую эластичность, чем полимеры с высоким значением Тg.

Материалы, применяемые для изготовления ПОВ


Химические формулы мономеров, из которых получены оптические полимерные материалы и световоды, приведены в таблице.


Одной из основных проблем при разработке технологии изготовления ПОВ является выбор исходных материалов. До настоящего времени единой схемы выбора не существует. Можно считать, что решающее значение имеют атомный состав, молекулярная структура и степень чистоты материалов. Эти факторы определяют весь комплекс термодинамических, физико-механических и оптических свойств полимеров для ПОВ. Материалы должны обладать высокой степенью аморфности, обеспечивающей отсутствие способности к кристаллизации как в условиях эксплуатации, так и при воздействии низких и высоких температур, механических деформаций (растяжение, изгиб, сжатие), которым подвергаются оптические волокна при изготовлении. Высокая степень аморфности способствует достижению полимерами идеального стеклообразного состояния с высоким светопропусканием и минимальным рассеянием, что особенно важно при использовании ПОВ в видимой и УФ-области спектра.


Атомный состав и молекулярная структура обусловливают реологические свойства полимеров. Влияние молекулярно-массового распределения на свойства ПОВ пока еще детально не изучено. Материалы для ПОВ, кроме рассмотренных выше требований, должны быть взаимно совместимы, так как ПОВ являются двух- или многокомпонентными изделиями. Материалы сердцевины и оптической оболочки должны совмещаться по реологическим характеристикам. Соответствие этих материалов по реологии особенно важно при изготовлении ПОВ методом экструзии.


Для того чтобы в процессе получения полимерных волокон была сформирована бездефектная граница раздела, полимеры должны иметь высокие адгезионные свойства. В то же время материалы должны обладать взаимной химической индифферентностью и малой растворимостью. В противном случае произойдет размывание отражающей границы раздела сред, что приведет к высоким потерям на излучение. Материалы сердцевины и оптической оболочки должны совмещаться между собой по ТКЛР. Если ТКЛР оболочки меньше, чем у сердцевины, оболочка находится в сжатом состоянии, что повышает механическую прочность ПОВ.


Количество материалов, применяемых при изготовлении ПОВ, достаточно велико. ПОВ изготавливают путем комбинирования этих материалов, один из которых используют для получения сердцевины, а другой для получения оптической оболочки.

 Материалы для сердцевины ПОВ


Одно из первых мест среди прозрачных полимерных полимеров занимает полиметилметакрилат (ПММА). Отличительной его характеристикой является высокая прозрачность и атмосферостойкость (по сравнению с другими прозрачными полимерами). Термостабильность ПММА определяется реакцией деполимеризации. Интенсивная деструкция ПММА происходит при 250°С. Гораздо раньше наблюдается выделение летучих компонентов и образование пузырей. При температуре выше 230°С появляется желтое окрашивание.


Недостатком ПММА является значительная краевая неоднородность (градиент показателя преломления), объясняемая испарением остаточного мономера и поглощением влаги. С целью повышения теплостойкости ПММА модифицирует используя: сополимеризацию метилметакрилата с a-метилстиролом; растворение поли-a-метилстирола в мономерном метилметакрилате с дальнейшей полимеризацией метилметакрилата; сополимеризацию метилметакрилата с амидом N-аллималеиновой кислоты; сополимеризацию метилметакрилата с a-метилстиролом и имидом малеиновой кислоты. Перечисленные способы позволяют улучшить теплостойкость получаемых полимеров, однако они являются недостаточными по нескольким причинам. Например, скорость полимеризации и эффективность исключительно малы, так что их практическое применение незначительно. Полученные полимеры обладают плохими механическими и оптическими свойствами, подвержены заметному изменению цвета при переработке.


Для предотвращения ухудшения характеристик полимера при тепловой обработке в его состав вводят антиокислители типа сложного эфира фосфорной кислоты (трикрезилфосфит, крезилфосфит и др.), фенола, серы и амина. Полимер может быть получен реакцией полимеризации эмульсии, суспензии, объемной полимеризации и пр. Показатель преломления полимера — 1,53.


Полимерные материалы на основе алкилметакрилатов, относящихся к классу предельных углеводородов, характеризуются высокими значениями Tg. Эти материалы разработаны фирмой Sumitomo Chemical Co (Япония). В структуру материала входят: А — алициклическая углеводородная группа, R — алкильная группа (алифатический одноатомный радикал). Фирма предложила вводить в метилметакрилат сополимеры и трехзвенные полимеры (полимеры из трех мономеров) борнил-, ментол-, фенхол-, адамантилметакрилаты. Применение этих материалов в качестве сердцевины ПОВ позволяет эксплуатировать волокна при /км получено температуре 150°С (в качестве материала оптической оболочки используют различные сополимеры винилиденфторида). Коэффициент затухания ПОВ с сердцевиной из этого материала остается постоянным даже при воздействии температуры 125°С в течение 6-и часов. Недостаток этих материалов в достаточно высоком коэффициенте затухания — 350-500 дБ/км при комнатной температуре.


Для использования ПОВ на основе полиметилметакрилата в ближней ИК-области с минимальными потерями на абсорбцию его подвергают специальной обработке с целью замены водорода дейтерием (дейтерированный ПММА). Потери в ПОВ с сердцевиной из дейтерированного ПММА (ПММА-Д8) имеют минимум на длине волны 0,68 мкм, равный 20 дБ/км. Однако этот материал очень чувствителен к влиянию воды, и его потери в видимой и ближней ИК-области могут резко возрасти. Полистирол (ПС), второй по прозрачности и распространенности среди органических стекол, незначительно отличается от ПММА по механическим свойствам. В видимой области спектра ПС имеет практически ту же прозрачность, что и ПММА. Желтизна ПС растет при его термоокислении. Ярко выраженное окрашивание наблюдается после выдержки ПС при 180-190°С в течение нескольких часов. Длительный нагрев (примерно 1000 ч) при умеренных температурах (около 60°С) почти не влияет на свойства ПС. Полистирол обладает высокой водостойкостью и морозостойкостью. Его свойства не изменяются при длительной выдержке в воде при температуре 50°С. Один из недостатков ПС — его малая атмосферостойкость. При совместном действии прямого солнечного света, влаги и тепла механические свойства значительно ухудшаются уже через несколько суток. С течением времени наблюдается сильное пожелтение полимера, уменьшается его прозрачность. Это практически исключает использование ПС на открытом воздухе. Минимальное значение коэффициента затухания 140 дБ на длине волны 0,67 мкм.


Преимущество ПС перед ПММА в том, что он намного легче поддается очистке. Для получения ПС достаточно нагреть его мономер. Коэффициент преломления у ПС — наибольший среди полимерных материалов, применяющихся для изготовления ПОВ.


ПС легко получить методом термоинициирования (ПММА — сложнее), его гигроскопичность на порядок меньше аналогичного показателя ПММА, а показатель преломления выше. Но ПС уступает ПММА по светопропусканию, термостойкости и механическим свойствам.


Недостатком ПММА и ПС их сополимеров являются сравнительно низкие теплостойкость и ударопрочность. Существенно выше эти показатели у поликарбонатов (ПК).


ПК относится к аморфным полимерам с незначительными оптическими потерями на рассеяние, обусловленными флуктуацией плотности, а также высокой когезионной энергией молекул. Поэтому он может рассматриваться в качестве материала для изготовления высокопрозрачного и термостойкого ПОВ.


Интервал рабочих температур ПК — от минус 120 до плюс 140°С. Для изделий из ПК характерны стабильность размеров, малая ползучесть. Физико-механические свойства стабилизированного ПК практически не изменяются после двухлетней экспозиции в условиях атмосферного старения. По прозрачности ПК несколько уступает ПММА и ПС.


Окно прозрачности с минимальными потерями для ПОВ на основе ПК находится на длине волны 0,765 мкм, а потери составляют 0,8 дБ/м.

Полимерные материалы для оптической оболочки ПОВ


Основные требования к материалам оптической оболочки ПОВ: показатель преломления должен быть меньше, чем показатель преломления сердцевины при высокая стойкость к загрязнению; технологичность, обеспечивающая стабильность геометрических размеров; высокая прозрачность для уменьшения потерь, обусловленных рассеянием света на границе раздела сердцевина — оптическая оболочка; достаточно высокая термостойкость; совместимость с материалом сердцевины.


В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяет кристаллический полимер поли-4-метилпентен-1. Однако на границе раздела между аморфной сердцевиной и кристаллической оболочкой вследствие различия модулей упругости материалов могут возникать зазоры, что вызывает увеличение потерь. С этой целью поли-4-метилпентен-1 дополнительно обрабатывают.


Коэффициент затухания ПОВ с оболочкой из данного материала и сердцевиной из ПММА в смеси с метакрилатным сложным эфиром при 25°С составляет 210 дБ/км.


В качестве оболочки ПОВ могут также применяться: фторалкилметакрилаты совместно с винилиденфторидом со статическими связями; фторсодержащие полиолефины с привитым силановым полимером, сшитым молекулами воды.

Материалы буферного и защитных покрытий оптических волокон


Первичное защитное покрытие (ПЗП) наносится на поверхность ПОВ при его непосредственном изготовлении в едином технологическом процессе. Оно предназначено защищать ОВ от механических повреждений, влаги и других внешних факторов.


Существует несколько важных требований к полимеру, используемому для первичного покрытия. Он должен быть стоек при воздействии рабочих температур; реагенты должны быть жидкими при комнатной температуре и иметь достаточно низкую вязкость для наложения на световод в виде пленки толщиной 10-50 мкм концентричным слоем, постоянным по толщине. Реагирующие компоненты материала должны полностью превращаться в твердый полимер (свободный от растворителя или продуктов реакции) с гладкой поверхностью. Время полимеризации должно быть соотнесено со скоростью вытяжки ОВ. Показатель преломления полимера должен быть не менее 1,43. ПЗП должен иметь хорошую адгезию к материалу оптической оболочки световода и быть эластичным.


Первое защитное покрытие, как и другие виды покрытий, при его наложении на световод не должно вызывать остаточных напряжений по всей его длине или в локальных точках. Полимерное покрытие должно легко сниматься с поверхности волокна. При выборе материала необходимо учитывать ТКЛР, который должен приближаться к ТКЛР материала световода.


Большей частью в качестве материала световода ПЗП используются лаки. По способу полимеризации они делятся на материалы теплового и ультрафиолетового (УФ) отверждения. К первым из них можно отнести силиконовые компаунды, превращающиеся в мягкую, прозрачную, каучукоподобную композицию (силиконизированное волокно).


Материалы ПЗП УФ-отверждения включают в себя кремнийорганические компаунды эпоксиакрилаты, уританокрилаты. Они обладают существенным преимуществом по сравнению с материалами теплового отверждения, заключающимся в высокой скорости полимеризации, а также лучшую однородность покрытия, так как отверждение происходит практически мгновенно и при низкой температуре. В качестве ПЗП могут выступать металлы и неорганические соединения.


Металлы наносят на поверхность оптических волокон в процессе его вытяжки. Используются следующие металлы: олово, индий, свинец и алюминий. Неорганические ПЗП выполняются из SiN4, SiC, TiC, TiO2. Разработана технология покрытия световодов оболочкой из углерода.


При изготовлении ОВ с многослойным защитным полимерным покрытием в некоторых случаях между основными слоями наносят дополнительный промежуточный, получивший название буферного. Материал буферного слоя должен иметь высокое значение модуля Юнга и играть роль демпфера, уменьшающего воздействие защитных оболочек на ОВ. Буферный слой выполняется из мягкого полимерного материала, например из кремнийорганических или уретанакрилатных композиций.


 


 

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Химики нашли прозрачный проводящий полимер без сопряженных связей

Y. Joo et al./ Science, 2018

Американские химики синтезировали проводящий полимерный материал, в котором проводимость обеспечивается наличием в структуре радикалов, а не системы сопряженных двойных связей. По своей проводимости этот материал не уступает стандартным проводящим полимерам с сопряженными связями, но при этом прозрачен и не требует введения в свою структуру дополнительных источников электронов, пишут ученые в статье в Science.

Известно, что некоторые полимерные материалы могут проводить электрический ток, однако перенос электронов в полимерных материалах принципиально отличается от механизмов проводимости в твердых кристаллах: он определяется наличием в молекуле системы сопряженных двойных связей. Типичным примером проводящего полимера служит полианилин, в котором бензольные кольца связаны друг с другом через атом азота, в результате чего образуется система связанных π-орбиталей, которая и способствует транспорту электронов.

Однако у анилина и подобных ему материалов есть свои недостатки. В частности, ни один из этих полимеров не прозрачный, что требуется для некоторых применений проводящих материалов. Кроме того, выход реакций во время синтеза проводящих полимерных соединений обычно довольно небольшой. Наконец, для улучшения проводящих свойств такие материалы требуют добавления специальных источников носителей заряда, которые снижают устойчивость работы материалов.

Американские химики под руководством Брайана Будуриса (Bryan W. Boudouris) обнаружили полимерное соединение с другим механизмом проводимости, который не требует наличия сопряженных связей. Таким соединением оказался PTEO — поли(4-глицидокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидиноксил) — радикальный полимер, у которого атом кислорода в каждом мономере содержит неспаренный электрон. Однако если у других известных полимеров такого типа максимальная проводимость не превосходит 0,01 сименса на метр, то у синтезированного вещества она оказалась сразу на три порядка выше — до 28 сименсов на метр, что соизмеримо с показателями лучших полимеров с сопряженными связями.

Схема синтеза PTEO — проводящего полимера без системы сопряженных двойных связей

Y. Joo et al./ Science, 2018

Основная трудность при использовании такого типа полимеров — это необходимость следить за состоянием атомов с незаполненной электронной оболочкой. В проводящее состояние этот полимер переходит при отжиге в течение двух часов при 80 градусах Цельсия, что приводит к взаимодействию радикальных участков молекулы между собой. При этом для того, чтобы эффективность отжига была максимальной, соединение должно обладать довольно низкой температурой стеклования — такой, чтобы при отжиге наличие радикальных групп сохранялось.

Чтобы количественно описать появление проводимости у полимерного материала, ученые смоделировали изменение структуры материала при отжиге с помощью метода Монте-Карло. Оказалось, что такая обработка приводит к взаимному проникновению отдельных полимерных цепочек друг между другом, что в свою очередь становится причиной взаимодействия электронных оболочек с нескомпенсированными электронами, возможности их переноса и образованию единой проводящей цепи.

Смоделированные конфигурации полимерного материала до (слева) и после (справа) отжига. Разными цветами обозначены отдельные несвязанные полимерные цепочки. Во втором случае практически все нитрокисдные группы имеют один цвет, то есть весь полимер объединен в единую проводящую цепь

Y. Joo et al./ Science, 2018

Ученые отмечают две важных особенности полученного материала. Во-первых, он не требует введения в структуру дополнительных допирующих соединений (и попытки такой модификации никак не сказываются на его проводимости). Во-вторых, авторы работы обращают внимание на оптические свойства полимера: в отличие от всех других проводящих проводников, пленки PTEO прозрачны.

При этом, однако, стоит отметить и важный недостаток полученного материала: максимальная длина проводящего участка, которую удалось получить ученым, пока не превосходила 0,6 микрометров. Поэтому для того, чтобы этот полимер действительно можно было использовать в электронных устройствах (например, при производстве сенсорных экранов), химикам необходимо найти способ увеличить эту длину, возможно, за счет создания композитных структур с какими-то другими полимерными соединениями.

Объединение в единую систему нескольких веществ с различными функциями часто используется и для улучшения свойств традиционных проводящих полимеров с каркасом из сопряженных связей. Например, если прямо к полимерному каркасу присоединить окислительно-восстановительные участки, то их можно использовать в литий-ионных батареях с высокой скоростью зарядки. А если проводящие полимеры совместить в композитный материал с непроводящим, но упругим соединением, то можно сделать гибкий материал, подходящий для получения накожных электронных устройств.

Александр Дубов

Алхимия фотополимерных материалов.

Здравствуйте коллеги.

Производитель HARZ LABS вдохновили меня заняться этим древним видом деятельности.

Прислали как то мне на тесты прозрачный полимер из партии с номером 15.3

Попробовал им печатать плоские вещи получались отлично, но вот по Z получалась засветка. Но для этого случая был предусмотрен вариант с добавлением красителя.

И как раз в этом месте начинается процесс алхимических опытов.

У меня есть знакомый, он работает на принтере который печатает УФ чернилами. Сейчас это очень модная и дорогая технология. На клиентов слова Ультрафиолетовые краски производит волшебное действие и они готовы платить любые деньги.

Принтеры выглядят примерно так


А вот так выглядят чернила к принтеру.
Но у чернил есть срок годности и думаю что это критично для принтера. По этому иногда в таких фирмах бывают остатки этих чернил. Так вот, когда я только купил Wanhao D7, я сразу попросил знакомого не выбрасывать просроченные краски, а отдавать их мне.

Конечно такая возможность бывает не часто, но знакомый принёс мне немного синей и чёрной краски.

Вот тут я и вспомнил про неё, про краску!

Поговорил с производителем, Андрей сказал, что это однотипные материалы и их вполне можно смешивать. А нам этого только и надо!

Что бы как то считать проценты, добавок придумал пользоваться одноразовыми шприцами. Для полимера 10 мл, а для красителей 1 мл. В принципе шкала на маленьком шприце довольно точная. Но для начала счёт вёл на количество капель)))) Как в древние времена.

Вот первые пробы.


Капли я потом накапаю и взвешу.))))))))))))

Дошёл я до 40 капель на 20 мл полимера. Цвет стал более тёмным и очень красивым.


При проведении этих проб выяснилась одна забавная штука. По идее добавление красителя, должно увеличивать время засветки слоя, но у меня это время уменьшалось.

Как оказалось в УФ чернилах есть свои присадки которые и могли повлиять на уменьшение времени засветки.

А самое главное, что исчезла паразитная засветка по оси Z!!!

Вот фотографии тестового кубика.




При печати полимер ведёт себя предсказуемо и без проблемно.

После кубика стандартный уже жук.


Слой 100 микрон. Сейчас мне был важен общий результат, хотелось быстрее увидеть жука в таком цвете.

Фрагмент.


Башенка для уважаемого ski. Слой так же 100 микрон.

А вот ювелирную модель уже печатал на 40 микронах

Отличный результат.

Ну и на последок ‘семейное’ фото, как обычно.


А тут сравнение с другими полимерами от HARZ LABS
В общем полимер мне понравился, но больше понравилась возможность подкрашивать его в различные цвета. Дальше предстоит добавить белые или чёрные чернила и получить уже не прозрачный вид.

Особенно хочется попробовать белый цвет с подкрашиванием чернилами.

Но главная мечта достать все цвета УФ чернил и составлять свои цвета и оттенки.

На этом буду закругляться.

Спасибо HARZ LABS за предоставленные пробники полимера.

С наступающим праздником!

Цветных Вам фейерверков.

Прозрачный полимер — Большая химическая энциклопедия

Смолы SAN — это жесткие, твердые, прозрачные термопласты, которые легко обрабатываются и обладают хорошей стабильностью размеров — комбинацией свойств, уникальных для прозрачных полимеров. [Стр.1023]

Материалы. Для хранения голографической информации требуются материалы, которые изменяют свой показатель преломления локально за счет точечного освещения светом. Подходящими являются фоторефрактивные неорганические кристаллы, например LiNbO, BaTiO, LiTaO и Bq2 i02Q.Также подходят фоторефрактивные сегнетоэлектрические полимеры, такие как поли (винихденфторид-ио-трифторэтилен) (ПВДФ / ТФЭ). Предпочтительно использовать прозрачные полимеры, содержащие примерно 10% мономерного материала (так называемые фотополимеры, фототермопласты). Эти полимеры дополнительно содержат различные инициаторы, фотоинициаторы и фотосенсибилизаторы. [Pg.154]

Если молекулы красителя заключены в аморфную матрицу, предпочтительно прозрачные полимеры, наблюдаются сильно и врожденно уширенные спектральные линии.Это уширение вызвано энергетическим взаимодействием молекул красителя с локально различным окружением в полимерной матрице. Отношение однородной исходной ширины линии молекулы красителя Т к неоднородной ширине линии красителя в полимере Т составляет от 1 10 до 1 10. … [Pg.155]

Коммерческие полукристаллические иономеры на основе этилена представляют собой гибкие прозрачные полимеры, отличающиеся высокой прочностью и эластичностью как в твердом, так и в расплавленном состоянии. Ионная связь полностью обратима (8) и оказывает сильное влияние на свойства даже при температурах значительно выше точки плавления.[Pg.404]

Имеющиеся в продаже фотонные туннельные микроскопы имеют латеральное разрешение 160 нм, но субнанометровое вертикальное разрешение. Неразмыкающий, мгновенный трехмерный просмотр поверхности (без сканирования) позволяет получать изображения в реальном времени при прохождении данного образца. Образец должен быть диэлектриком, но прозрачные полимерные свойства непрозрачных образцов могут быть исследованы. [Pg.332]

Акрилоид и плексигум. Это были мягкие липкие продукты, которые представляли интерес как поверхностные покрытия, а не как формованные пластмассы.Примерно в 1930 году Р. Хилл в Англии и В. Бауэр в Германии независимо друг от друга получили полиметилметакрилат и обнаружили, что он является жестким прозрачным полимером, потенциально полезным в качестве материала для остекления самолетов. … [Pg.399]

Коммерческий успех полимеров АБС привел к исследованию многих других поликомпонентных материалов. В некоторых случаях проявляются свойства, превосходящие свойства ABS, а некоторые материалы коммерчески доступны. Например, непрозрачность АБС привела к разработке смесей, в которых стеклообразная фаза модифицируется для получения прозрачных полимеров, в то время как ограниченному световому старению противодействует использование каучуков, отличных от полибутадиена.[Pg.448]

Для химика полимер описывается его химической структурой. Для производителя или потребителя важными характеристиками полимера являются его макроскопические свойства. Производителю шин нужен гибкий, прочный и долговечный полимер. Изготовитель рубашек хочет превратить полимер в волокна, которые хорошо изнашиваются, удерживают красители и не имеют морщин. Производители линз ищут прозрачные полимеры, которым можно придать точную форму. Требования к каждому из этих полимеров несколько различаются.[Pg.912]

Поведение нанокристаллов органических красителей на прозрачной полимерной пленке в отношении связывания фотонов с фотонами 217 … [Pg.217]

Материал PEM (протонообменная мембрана) представляет собой полимерную пленку перфторсульфоновой кислоты. Несколько производителей производят ПЭМ в той или иной форме. Мы использовали пленку Nation 117 производства Du Pont. Nation 117 — это прозрачная полимерная пленка толщиной около 175 микрон (0,007 дюйма). Нечто подобное делают компании Dow Chemical Co., Asahi Chemical Co. и Chloride Engineers Ltd. Патент, описывающий, как обрабатывается пленка одного производителя PEM, указан в разделе ссылок в конце этой статьи.[Pg.1]

Ganzler, K., Greve, KS, Cohen, AS, Karger, BL, Guttman, A., and Cooke, NC, Высокоэффективный капиллярный электрофорез комплексов SDS-белок с использованием УФ-прозрачных полимерных сетей , Анал. Chem., 64, 2665, 1992. [Pg.425]

Турбидиметрия идеально подходит для определения температуры, при которой прозрачный полимерный раствор становится непрозрачным. Температура, соответствующая началу увеличения интенсивности рассеянного света, обычно принимается за температуру помутнения TcP, хотя некоторые авторы определяют точку помутнения как температуру, при которой коэффициент пропускания составляет 80% (или 90%) от Начальное значение.Этот метод широко известен как метод точки помутнения [199]. Турбидиметрию использовали, например, чтобы показать, что температура помутнения водных растворов PNIPAM не зависит существенно от молярной массы полимера [150]. [Pg.29]

Фосфоресценция при комнатной температуре (RTP), диспергирование исследуемого соединения в прозрачной полимерной матрице, такой как Perspex … [Pg.72]

Полимеризация мономеров в отсутствие любого другого растворителя называется массовая полимеризация.Массовая полимеризация мономеров, таких как гидроксиетилметакрилат (или HEMA), приводит к получению стеклянной прозрачной полимерной матрицы, которая является очень твердой. При погружении в воду такая стекловидная матрица набухает и становится относительно мягкой и гибкой. Хотя он позволяет переносить воду и некоторые растворенные вещества с низкой молекулярной массой, этот вид набухшей полимерной матрицы (т.е. гидрогеля) считается непористым. … [Pg.153]

Бисфенол-A (BPA) или 2,2-бис (4-гидроксифенил) пропан является одним из самых массовых химических веществ, производимых в мире, с объемом производства около 3.8 млн тонн в 2006 г. [199]. BPA в основном используется в качестве мономера при производстве поликарбонатных и эпоксидных смол. Поликарбонат — это прозрачный полимер с высокой ударопрочностью, который может использоваться в различных потребительских товарах, таких как многоразовые бутылки для питья и контейнеры для пищевых продуктов. С другой стороны, эпоксидные смолы используются в качестве внутреннего покрытия банок для еды и напитков. Выпуск и экспонирование … [Стр.272]

Фотоэмульсии. Они очень часто используются, эмульсии галогенида серебра покрывают стеклянной или прозрачной полимерной пленкой.Эмульсии, в которых используется галогенид серебра сверхмелкозернистого размера, доступны для реакции на диапазон длин волн лазера. Это основной метод в магазинах графического искусства. [Pg.332]

Клоусон, Дж. М. (2007). Возможность создания надувной теплицы на поверхности Марса. Наличие фотосинтетического излучения и прочность прозрачных полимерных пленок. Диссертация, Университет Колорадо, факультет аэрокосмической техники (191 страница). [Pg.491]

Напряжение на оптически прозрачных полимерах ниже Tg может вызвать растяжение фиксированных ковалентных связей и искажение валентных углов в полимерной цепи.Поведение упругого твердого тела ниже Tg будет приближаться к закону Гука для кратковременной деформации или удлинения, но ковалентные связи разорвутся, если приложить достаточное напряжение. [Стр.25]

Непрозрачность пенопласта и полимеров с поцарапанными поверхностями также регулируется законом Френеля. Значение n газа, занимающего отпечаток царапины, намного ниже, чем у полимера. Свет можно направлять через стержни из прозрачных полимеров, таких как ПММА. Этот эффект может быть усилен, если стержень или нить накаливания покрыты полимером с другим показателем преломления, таким как политетрафторэтилен (ptfe).Оптические волокна используют этот принцип. [Pg.51]

Кроме того, количество атомов водорода в единице объема 6FDA / TFDB намного меньше, чем для прозрачных полимеров PMMA, PS и PC, и эти атомы водорода связаны только с бензольными кольцами. [Стр.327]


.

Полимерная прозрачность — Большая химическая энциклопедия

Прозрачность полимера также требует, чтобы кристаллические области были меньше длины волны света, поскольку эти области также отражают изменения показателя преломления. Более крупные кристаллиты будут рассеивать свет на своих границах раздела и сделать ПЭТ непрозрачным. [Pg.423]

Полимерная прозрачность Кислородный барьер (мл / м d бар) Поглощение воды (%) Материал, контактирующий с пищевыми продуктами B Способность к разложению … [Pg.53]

Полимер, прозрачное, эластичное вещество.Практически без запаха. Небольшая адгезия. Устойчив к обычным растворителям. [Стр.594]

Сополимеры стирола и бутадиена часто смешивают с другими полимерами. Прозрачные смеси могут быть изготовлены из стирола, сополимеров стирола и акрилонитрилла или сополимеров стирола и метилметакрилата. Смеси со стиролом имеют низкую ударную вязкость даже при низких уровнях стирола, тогда как смеси с сополимерами стирола и метилметакрилата могут иметь значительно улучшенную ударную вязкость. Смеси с ударопрочным полистиролом, полипропиленом и поликарбонатом непрозрачны.[Стр.136]

Нейтрализация сополимеров этилена, содержащих до 5-10% сополимера акриловой или метакриловой кислоты, с солью металла, такой как ацетат или оксид цинка, магния и бария, дает продукты, называемые иономерами. (Коммерческие продукты могут содержать соли одновалентных и двухвалентных металлов.) Иономеры маркируются Du Pont под торговым наименованием Surlyn. Они обладают интересными свойствами по сравнению с неионизированным сополимером. Введение ионов вызывает разупорядочение полукристаллической структуры, что делает полимер прозрачным.Иономеры действуют как обратимо сшитые термопласты в результате микрофазового разделения между ионным карбоксилатом металла и неполярными углеводородными сегментами. … [Стр.78]

Прозрачность, как правило, падает с кристалличностью (например, полиэтилена) и с увеличением размера кристаллитов, что вызывает рассеяние света. Большинство наполнителей, красителей и вспомогательных добавок приводят к непрозрачности. Пропускание зависит от показателя преломления, поэтому некоторые наполнители могут сохранять полную или частичную прозрачность (полупрозрачность).Есть также красители, которые растворяются в полимере, так что получается цветной прозрачный полимер. Также можно найти стабилизаторы (в том числе антиоксиданты или поглотители УФ-излучения), которые не влияют на прозрачность полимера. Любое химическое изменение полимера, такое как деградация, окисление или диффузия некоторых компонентов, может снизить светопропускание. [Стр.89]

Ультрафиолетовая спектрофотометрия Этот метод широко используется для полимеров типа полистирола или полиакрилата.Он также использовался для оценки оптических свойств полимеров (прозрачность, матовость, цвет и стабильность цвета) и количественного анализа добавок (антиоксидантов, УФ-стабилизаторов и т. Д.). [Pg.3728]

Полимер Прозрачность (видимый свет) (ASTM D791) (%) … [Pg.1414]

Обзор различных классов полимеров показал, что два класса, фторированные полимеры и силоксаны, демонстрируют подходящую хорошую прозрачность при 1S7 нм (5). С тех пор, как это наблюдение было подтверждено, в нескольких группах исследований использовались оба этих химического состава при разработке новых полимеров для лидиографии с длиной волны lS7 нм.Фторированные материалы стали более популярными из подходов, и с этой целью было исследовано несколько типов фторированных мономеров для достижения требуемой прозрачности полимера (6S). [Стр.55]

Гетероциклические мономеры также могут быть полимеризованы путем химического окисления с FeCE с образованием проводящих полимеров. Прозрачная электропроводящая пленка … [Pg.778]

Аморфные полимеры (точнее, прозрачные в твердом состоянии, это не твердое тело, а, скорее, переохлажденная жидкость) обычно легко растворяются в хорошем растворителе.Напротив, кристаллические и полукристаллические полимеры (непрозрачные в твердом состоянии) иногда нелегко растворить. Внутри кристаллита полимерные цепи сложены в регулярную, термодинамически стабильную структуру. В растворе нелегко развернуть цепочку из самоблокирующегося состояния в неупорядоченное, даже если последнее состояние термодинамически более стабильно. Нагревание может способствовать растворению, потому что оно способствует раскрытию. После растворения полимерные цепи принимают конформацию случайного клубка, если цепь не является жесткой.[Pg.69]

Процедуры по изготовлению мастеров рассматриваются далее в этом разделе. Практически все методы более высокой точности, используемые для изготовления микролинз, могут быть использованы для изготовления мастеров. Во всех приведенных методах важно выбирать полимеры, прозрачные в ИК-диапазоне. [Стр.52]

Предельные потери будут достигнуты при использовании полимера с фтором и дейтерием в его структуре, при этом внутренние потери полимера (то есть потери на колебания молекул и потери на рассеяние Рэлея) будут снижены до идеального уровня.В таблице 7.7 показаны коэффициенты потерь и оценка предела потерь для дейтерированного и фторированного алкилметакрилатного полимера, тридейтерогексафторбутила и пентадейтерометакрилатного полимера. Этот полимер будет иметь показатель преломления почти такой же, как и у фторированных метакрилатных полимеров. Как показано в этой таблице, самые низкие потери около 6 дБ / км будут достигнуты, если будет разработан POF с использованием этого полимера в качестве сердечника. Как обсуждалось, значение 6 дБ / км является пределом прозрачности полимера в видимом диапазоне длин волн, который был получен на сегодняшний день.[Pg.224]

Кроме того, представляют интерес смолы с высокой водопоглощающей и маслопоглощающей способностями. В последние годы они быстро развивались благодаря уникальной прививке и сшиванию гидрофильных полимеров. Обращают на себя внимание также прозрачные полимерные материалы с оптическими функциями. Некоторые из них биосовместимы, например поли (2-гидроксиэтилметакрилат), который служит материалом для мягких контактных линз. Пластиковые оптические волокна также широко используются в качестве заменителей стеклянных и кварцевых устройств в различных областях техники, особенно в биомедицине и коммуникациях.[Стр.2]


.

Тип полупрозрачного полимера, который можно ремонтировать при комнатной температуре с использованием небольшого давления.

A type of semi-transparent polymer that can be mended at room temperature using small pressure
Предоставлено: Ю. Янагисава.

Небольшая группа исследователей из Токийского университета создала полимер, который можно отремонтировать, если его разделить на две части, приложив небольшое давление при комнатной температуре. В своей статье, опубликованной в журнале Science , группа описывает, как они пришли к полимеру, как он был получен и насколько хорошо его можно отремонтировать.

Инженеры по всему миру работают трудно найти тип стекла или пластика, которые могут быть излечены легко при разбивании для решения проблемы разбитых экранов на телефонах и других портативных устройствах. Хотя был достигнут некоторый прогресс, все еще существует потребность в чем-то лучшем. В этой новой работе исследователи сообщают о новом типе пластика, который можно лечить, просто прижимая сломанные части вместе.

Как описывают исследователи, член команды исследовал свойства клея с полимерами, когда они обнаружили, что один из исследуемых полимеров может восстанавливаться, просто сдвигая части вместе. Заинтригованная, группа присмотрелась. Они обнаружили, что водородные связи в полимере образуются таким образом, чтобы не кристаллизоваться, что позволяет молекулярным цепям свободно перемещаться. Это позволило связям легко переформироваться при небольшом давлении. После работы с несколькими конфигурациями, команда остановилась на полимере под названием полиэфир-тиомочевины (TUEG 3 ) — он обладал лучшими лечебными свойствами из протестированных.

Исследователи сообщают, что для тестирования материала они разрезали небольшую плитку на две части, а затем прижали эти две части вместе до исходной конфигурации, приложив лишь небольшое усилие при комнатной температуре. Они также сообщают, что через 30 секунд зажившая плитка могла выдержать 300-граммовый вес. Они отмечают, что нажатие на материал на более длительное время позволяет образоваться еще более прочным связям — в конце концов, через пару часов материал достигает той же степени сцепления, что и до разрезания или разрыва.

Однако, прежде чем использовать этот материал на экране смартфона, необходимо проделать дополнительную работу, например, сделать его более прозрачным.


Материалы могут привести к самовосстановлению смартфонов


Дополнительная информация:
Ю. Янагисава и др. Механически прочные, легко ремонтируемые полимеры за счет специально подобранной нековалентной сшивки, Science (2017).DOI: 10.1126 / science.aam7588

Аннотация

Расширение ассортимента лечебных материалов — важная задача для устойчивого общества. Некристаллические полимеры с высокой молекулярной массой обычно образуют механически устойчивые материалы, которые, однако, трудно ремонтировать после разрушения. Это связано с тем, что их полимерные цепи сильно запутаны и диффундируют слишком медленно, чтобы объединить сломанные поверхности в разумные сроки. Здесь мы сообщаем, что полимеры с низким молекулярным весом, сшитые плотными водородными связями, дают механически устойчивые, но легко ремонтируемые материалы, несмотря на их чрезвычайно медленную динамику диффузии.Ключевым моментом было использование тиомочевины, которая аномально образует зигзагообразный массив с водородными связями, который не вызывает неблагоприятной кристаллизации. Другой ключевой момент состоял в том, чтобы включить структурный элемент для активации обмена пар с водородными связями, который позволяет сломанным частям легко соединяться при сжатии.

© 2017 Phys.организация

Ссылка :
Тип полупрозрачного полимера, который можно ремонтировать при комнатной температуре с использованием небольшого давления (2017, 19 декабря)
получено 19 августа 2020
с https: // физ.орг / Новости / 2017-12-полупрозрачными-полимер при комнатной температуре, small.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

,