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科学家如何定义透明塑料?

所以我想为我们的读者写一篇关于最透明塑料的文章。 但后来我沉迷于研究“透明度”的真正含义,我决定这个话题真的值得两个文章。

这里简要介绍了测量塑料(和其他材料)透明度的两种主要方法 - 折射率和光学透明度。在接下来的几周内,请留意第二篇列出高透明塑料的帖子。

1) 折射率

折射率是衡量光穿过物质时弯曲(或折射)多少的量度。它的定义为:n =sin i /sin r,其中 i 和 r 分别是入射角和折射角。折射率也是真空中的光速与透明材料中的光速之比。折射率会随着用于测量折射率的光的波长而略有不同。如果使用“白”光(各种波长的混合物)作为入射光束,那么各种波长的折射率变化将导致光分裂成光谱的颜色,这一过程称为色散。为了比较材料的折射,使用的光通常是钠 D 线(特定波长)。当光从密度较小的材料进入密度较大的材料时,折射光线会向法线弯曲。当光从密度较大的材料进入密度较小的材料时,折射光线会偏离法线。当光线通过具有平行边的透明材料时,折射“抵消”,并且由于透明材料的存在,光的路径发生了位移。

2) 透明度

那么科学家如何测量透明塑料呢? “透明”或“清晰”与“半透明”或“不透明”之间的界限通常是非常主观的。 一个观察者可以接受的可能对另一个观察者来说是不可接受的。可以使用 ASTM D-1003(透明塑料的雾度和透光率的标准测试方法)测量透光度。该测试方法用于评估透明塑料在规定样品厚度下的光透射和散射。作为一般规则,超过 85 的透光百分比被认为是“透明的”。感知透明度或光学透明度取决于用于评估的样品的厚度,并且光学透明度会随着厚度的增加而降低。标准玻璃在较薄的部分可以相对光学透明,但随着厚度的增加会显示绿色(由于玻璃中的铁)。只有当材料在观察方向上的折射率保持恒定时,才能实现光学清晰度。任何不透明材料区域(例如着色剂)或不同折射率的区域都会由于折射和散射而导致光学透明度的损失。

光学清晰度还取决于样品的表面反射。 空气/塑料界面处的表面反射会产生显着的传输损耗。例如PMMA的传输损耗在93%左右,PS的在88%左右。这些表面反射可能来自两个基本原因:镜面反射,即光滑表面的法向反射,以及漫反射,取决于样品的表面平整度。由于表面粗糙度或嵌入颗粒导致的传输损失通常被称为“雾度”,这通常是生产问题,而不是材料的特性。在生产吹塑薄膜时,雾度可能是由表面熔体破裂或薄膜层间界面不稳定性引起的。

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