高分子材料的光学性能PPT课件

.第1，9章高分子材料的光学特性，2，1节光通过介质的现象1。折射1。折射率的定义1)定义光是具有特定波长的电磁波。光的折射可以理解为光在介质中传播速度的减少引起的(基于真空中的光速)。光线在真空中进入更致密的材料时速度减慢。折射率定义为真空和材料中光速的比率。也就是说。3，2)绝对折射率和相对折射率(1)绝对折射率材料根据真空的折射率称为绝对折射率。一般而言，真空的折射率设定为1。(2)相对折射率使用相对折射率的概念，因为在实际工作中使用绝对折射率不方便。相对于空气的折射率称为相对折射率。材料对空气的折射率称为相对折射率。n=va/v材料，4，2。两种材料之间的相对折射率光从材料1通过界面传播到材料2时，由界面法线形成的入射角i1、折射率I2和两种材料的折射率n1和N2现有关系3360，在表达式中，v1和v2分别表示从材料l和2传播光的速度，n21是材料2相对于材料l的折射率。材质的折射率反映了光线在该材质中传播的速度。与两个折射率相比，折射率大时光的传播速度慢。材质的折射率总是大于l的正数。空气n=1.0003，固体氧化物n=1.3-2.7，硅酸盐玻璃n=1.5-1.9，树脂：1.3-1.7，5，(1)折射率和极化之间的关系介质材料放置在可见光范围内的电磁辐射场时，辐射的极化电场导致带电结构单位的周期位移，辐射产生该物质的宏观极化。在可见光的频率范围内只出现电子极化。光的传播与介质的极化有关，因此介质对光波场的反应可以描述为宏观物理量-极化或介电常数。光波不仅与材料的电气结构起作用，还与磁结构起作用。因为材料的极化和磁化，电磁波的速度减慢，电磁波的传播速度减慢。根据麦克斯韦电磁波理论，光在介质中的传播速度必须是：式：c在真空中的光速，在介质中的介电常数，在介质中的诱导率。非磁性材料为1。在下面的说明中，介质材料通常是非磁性材料。3 .影响折射率的因素，6，此样式反映了光的折射率和材质的介电常数之间的关系。材料的极化特性与构成材料原子的原子量、电子分布、化学性质等微观因素有关。这些微观因素通过宏观介电常数影响材料内光的传播速度。7，(2)折射率与离子半径的关系随着离子半径的增加，增加，n也增加。因此，使用大离子可以获得高折射率材料(例如，PbS的n=3.912)，使用小离子可以获得低折射率材料(例如，SiCl4的n=1.412)。8，(3)折射率与摩尔折射率、分子体积的关系、折射率与材料介质的摩尔折射率成正比，与分子体积成反比；而且摩尔的折射率与介质极化率成正比，因此要提高折射率，材料必须具有大极化率和小分子体积。摩尔折射度(r)是由于在光的照射下分子内电子(主要是价电子)云相对运动的结果。将光折射与化学结构连接起来的这种加成量称为摩尔折射度。文献中有多种定义。9、10，11、12，表明光极化率大，分子量小的苯环折射率高；具有相同碳数的碳氢化合物组，支链直链脂肪环簇PP块共聚。b，对于PE，3个不同品种的光泽度大小为：LDPELLDPEHDPEc、PVC的乳液PVC树脂比悬浮PVC树脂有光泽。d，对于PS树脂，抗凝聚乙烯(HIPS)的光泽度大于普通聚苯乙烯(GPPS)树脂的特性。48，对于同一树脂，具体特性不同，光泽度不同，影响树脂特性光泽的特性主要为：a，熔体流动速率(MFR)通常越大，产品的光泽度就越高。b，影响分子量的影响主要体现在分子量分布宽度上。分子量分布越大，产品的光泽度越低。c，吸收率的影响吸收率高的树脂对该产品的光泽度有很大影响。分子中包含酯基(-cor)和酞菁基(-CONH2)的PA、PI、PSF和PC(例如干燥或不完全干燥)会在产品表面产生波纹、气泡、银丝、斑纹、瑕疵等，从而大大降低服装表面的光泽。49，2)添加剂选择所有塑料添加剂中，对光泽度影响最大的是填料；接着是增塑剂、稳定剂、阻燃剂等，但影响较小。包装对光泽的影响从以下方面看，a，包装品种不同，对光泽的影响可能不同。除了玻璃微珠，几乎所有填料都降低了填充产品的光泽，只有减少幅度不同。不同填料的大小顺序影响填充物的光泽度，金属盐玻璃纤维滑石粉云母b，填充物的形状填充物粒子的微观形状不同，填充物的光泽度影响球形粒状针片状。50，c，填充料的粒度填充料的粒度越小，填充料产品的光泽度就越低。另外，包装粒度的分布宽度大小对包装产品光泽度的影响也不同。其影响规律是填充物的粒度分布越广，填充物的表面光泽度就越低。这主要是因为填料的粒度范围越大，填充物的表面就越凹凸，入射光容易产生漫反射现象。d，填料的填充量增加，填料的表面光泽度减少。以CaCO3填充PP系统为例，当CaCO3填充量为5%时，填充产品的表面光泽度为50%。CaCO3充电量为15%时，填充物的光泽度会下降到32%。51，具体方法：不仅是原料的合理选择，还包括高光添加方法、混合高光方法、形状控制高光方法、成型设备精加工控制、二次加工高光方法和表面涂层高光方法。52，(2)塑料消光塑料消光方法与变亮方法相反，为了减少塑料的表面光泽度，对塑料消光方法进行了改造。一般来说，光泽要减少到15%以下，才能称为消光表面。选择合适的树脂和填料。加入无定形硅线石等哑光剂。提高模具的表面粗糙度。塑料表面涂层固体颗粒；塑料表面的机械消亡，53，iv节塑料的颜色1。着色的原因是，着色剂的选择性吸收导致选择性反射或选择性透射，从而显示颜色。本质上，由某种物质选择性吸收光是为了刺激吸收物质本身原子的电子转移而吸收连续光谱特定波长的光量子。54，热塑性材料大部分为透明或乳白色，而精密塑料零件经常对颜色提出各种要求，光学仪器的零件需要黑色以漏光和去除微光，外观零件经常根据设计要求使用不同的颜色。因此，在加工塑料产品之前，必须进行染色。也就是说，在塑料中混合不同重量的染料的比例。55，2。母体，母体又名彩铃，色母是新型高分子材料专用着色剂，也称为颜料制剂。颜料、染料、载体、添加剂三个基本要素组成，将非凡数量的颜料或染料均匀添加到树脂中而得到的集合体，可以说是颜料浓缩液，着色力高于颜料本身。简单地说，色母是把特殊数量的颜料或染料均匀地放在树脂中制成的集合体。，56，色母的基本成分如下：1 .颜料或染料颜料分为有机颜料和无机颜料。酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐光红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、偶氮红等常用无机颜料包括镉红、镉黄、二氧化钛、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄等。57，2。载体是母体的基底。专用色母一般选择产品树脂等树脂作为载体。两者的兼容性是最好的，但也要考虑载体的流动性。分散剂应使颜料均匀分散，不再凝聚，分散剂的熔点低于树脂，树脂相容性好，颜料和亲和力好。最常用的分散剂是聚乙烯低分子蜡，硬脂酸盐。4.阻燃、高光、抗菌、抗静电、抗氧化等添加剂通常不包括在甘菊中，除非客户要求。58，着色剂主要分为颜料和染料两种。颜料是不能溶于一般溶剂的着色剂，因此，为了获得理想的着色性能，需要将颜料均匀分布在塑料上的机械方法。根据结构可以分为有机颜料和无机颜料。无机颜料热稳定性好，光稳定性好，价格低，但着色力相对低的相对密度；有机颜料的着色力高，颜色鲜明，色谱完备，相对密度低，在耐热性、耐候性和隐蔽性方面有低于无机颜料的缺点。染料是可用于大多数溶剂和染色塑料的有机化合物，密度小，着色力好，透明度好，但其一般分子结构小，着色时容易发生迁移。白色颜料主要是二氧化钛、氧化锌、锌钡白三种。二氧化钛分为金红石和亚硒两种结构，金红石二氧化钛折射率高，遮阳高，稳定，耐候性好。炭黑是常用的黑色颜料，价格低廉，对塑料有紫外线保护(抗老化)效果和导电性，根据生产工艺，可以得到粒度范围很广的多种炭黑，性质也很多样化。炭黑是色素炭黑和橡胶补强用炭黑，按用途划分，颜料炭黑根据其着色能力分为高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑。炭黑粒子容易凝聚，要提高炭黑的着色力，必须解决炭黑的分散。珍珠颜料也称为云母钛珍珠颜料，是用二氧化钛涂层的云母芯片。根据色调，可分为银白色珍珠颜料、彩虹珍珠颜料、彩色珍珠颜料三种。59、60，F原子的范德瓦尔斯半径与h原子相似。(0.139nm和0.120nm)F原子的电负性最大，能产生很多元素和稳定的化合物；f原子的外侧电子阵列为2s22p5，因此与原子核的作用很强