Le polyéthylène est un plastique commercial qui a trouvé sa place dans presque toutes les applications imaginables. Plus de 100 milliards de livres de polyéthylène ont été produites en 2000, formé dans tout de sacs, poubelles, bouteilles et autres produits de base à des articles spécialisés comme prothèses de hanche prothétiques. Dans certains cas, les propriétés optiques du polyéthylène sont importantes d'un point de vue esthétique: l'emballage brillant est plus attrayant que terne. Dans d'autres cas, l'intérêt est pratique, comme d'être capable de voir le niveau de liquide à l'intérieur d'une bouteille. Dans tous les cas, les propriétés optiques d'un échantillon de polyéthylène dépendent de sa structure moléculaire.

Types

Il existe deux types de polyéthylène de base, et connaître la différence entre eux est crucial pour comprendre leur optique Propriétés. Le polyéthylène haute densité (PEHD) est uniforme au niveau moléculaire, ce qui permet aux molécules de se tasser et de former des plaques cristallines. Le polyéthylène basse densité (LDPE) est moins uniforme et tend à ne pas avoir une structure interne ordonnée. Le polyéthylène peut également être classé en fonction du poids moléculaire ou de la longueur moyenne de ses chaînes polymères. Ces facteurs jouent un rôle clé dans la détermination des principales propriétés optiques du polyéthylène: brume, transparence et brillance.

Haze

Haze est exactement ce à quoi cela ressemble: une mesure de l'aspect nuageux d'un échantillon. Plus précisément, la brume est une mesure de la quantité de lumière qui est déviée par la distance parcourue à travers un échantillon. Ici, la distinction entre HDPE et LDPE est importante. Les plaques cristallines du PEHD dévient la lumière comme des grains de sable dans le verre. Le degré de déviation de la lumière dépend en partie de la taille du patch cristallin, de sorte que le trouble a tendance à augmenter avec la densité du polyethylene. Le procédé de fabrication d'un échantillon de polyéthylène a également un effet important sur le voile, car non seulement la taille mais aussi l'orientation des cristaux influe sur le trouble dû à l'interaction de la lumière avec la structure cristalline. Plus un échantillon est refroidi rapidement après sa mise en forme, moins il est probable que les chaînes polymériques aient moins de temps à se réorganiser en structures cristallines.

Haze de surface

En outre à la cristallinité à l'intérieur de l'échantillon, la rugosité de surface provoque une déflexion de la lumière et joue donc un rôle dans la mesure du trouble d'un échantillon de polyéthylène. Dans ce cas, le poids moléculaire du polyéthylène - combien de temps les chaînes de polymère sont - joue un rôle majeur. En général, les chaînes plus longues conduisent à plus de rugosité de surface et plus de brume de surface. Les conditions de traitement prennent également en compte le trouble de surface. Un échantillon de polyéthylène qui est soufflé dans un film prend sa forme comme une bulle, sans moule ou matrice qui frappe la surface, et tend à être très lisse. Cela diminue sa brume de surface. Les échantillons plus épais qui sont moulés, extrudés ou coulés peuvent avoir plus ou moins de brume de surface en fonction de la douceur microscopique des surfaces avec lesquelles ils entrent en contact.

Transparence

En termes simples, la transparence fait référence à à quel point un objet est clair. Plus techniquement, c'est une mesure de la quantité de lumière qui le fait traverser l'objet sans être dispersé ou dévié par des particules à l'intérieur. Pour le polyéthylène, comme avec la plupart des matériaux, plus l'échantillon est mince, meilleure est la transparence - il y a juste moins de chances qu'une particule fasse dévier la lumière qui la traverse. La transparence est donc liée à la brume: plus un échantillon est brumeux, moins il est transparent. Cependant, contrairement à la brume, la transparence est une mesure «intégrale» et l'épaisseur compte: même un échantillon de polyéthylène à très faible brouillard ne sera pas transparent si la lumière doit voyager loin. Selon le «Handbook of Polyethylene», les échantillons de polyéthylène de plus de 1/8 de pouce d'épaisseur sont rarement transparents.

Gloss

Attendu que le voile et la transparence ne sont concernés que si la lumière est déviée ou dépassée à travers un échantillon, le brillant dépend de la façon dont cette lumière est déviée. Un échantillon qui est brillant - le terme signifie la même chose dans le langage technique et profane - dévie la lumière «de façon cohérente», c'est-à-dire qu'elle est déviée de la même manière. Le brillant est strictement un phénomène de surface et il est essentiel d'obtenir une bonne surface lisse pour obtenir un brillant élevé. Gloss n'est pas simplement un autre terme pour la brume de surface, en ce sens qu'il dépend fortement de l'angle sous lequel l'échantillon est vu. Un échantillon brumeux peut être brillant, auquel cas il est dit «brillant». Selon le «Guide pratique du polyéthylène», de nouveaux types de LDPE sont devenus disponibles depuis les années 1990, ce qui a permis d'obtenir des matériaux d'emballage plus résistants. br>