透明材料的分类和透明塑料的用途.doc

1、透明材料的分类和透明塑料的用途 按 材 料 的 透 光 率 大 小 ， 可 将 材 料 分 为 如 下 三 类 ： 透 明 材 料 ， 波 长 400 800nm 可 见 光 的 透 光 率 在 80%以 上 ； 半 透 明 材 料 ， 波 长 400800nm 可 见 光 的 透 光 率 在 50% 80%之 间 ； 不 透 明 材 料 ， 波 长 400 800nm 可 见 光 的 透 光 率 在 50%以 下 。 按 照 上 述 的 分 类 方 法 ， 可 将 树 脂 分 成 如 下 几 类 。 1 透 明 性 树 脂 绝 大 部 分 树 脂 都 属 于 透 明 类 ， 主 要 包 括

2、PMMA、 PC、 PS、 PET、 PETG、 透 明 ABS、 透 明 PP、 透 明 PA、 SAN(又 称 AS)、 （ 又 称 K 树 脂 ） 、 MS、 MBS、 PES、 J D 系 列 、 CR- 39、 TPX、 HEMA、 F4、 F3、 EFP、 PVF、 PVDF、 EP、 PF、 UP、 醋 酸 纤 维 素 、 硝 酸 纤 维 素 及 EVA 等 。 其 中 PES 为 聚 醚 砜 ， J D 系 列 光 学 树 脂 为 PES 的 共 聚 衍 生 物 ， SAN 为 苯 乙 烯 丙 烯 腈 共 聚 物 ， TPX 为 聚 甲 基 -1-戊 烯 ， BS 为 25%丁

3、 二 烯 /75%苯 乙 烯 共 聚 物 ， CR-39 为 双 烯 丙 基 二 甘 醇 碳 酸 酯 聚 合 物 ， HEMA 为 聚 咿 基 丙 烯 酸 羟 乙 酯 。 在 这 些 透 明 塑 料 中 ， 最 常 用 的 为 PC、 PMMA、 PS、 PET、 PETG、 AS、 BS、 MS、 MBS、 透 明 ABS、 透 明 PP 及 透 明 PA 等 。 2 半 透 明 树 脂 主 要 包 括 PP、 PE、 PA、 PVB(聚 乙 烯 缩 丁 醛 )等 。 3 不 透 明 树 脂 绝 对 不 透 明 的 塑 料 品 种 很 少 ， 主 要 有 PPO、 POM 等 。 常 用 透

4、 明 树 脂 的 性 能 如 表 9-9 所 示 。 三 、 透 明 塑 料 的 具 体 选 用 1 日 用 透 明 类 材 料 日 用 类 透 明 塑 料 要 求 材 料 的 透 明 性 较 好 、 价 格 低 、 易 成 型 加 工 。 (1)透 明 膜 类 包 装 用 PE、 PP、 PS、 PVC 及 PET 等 。 农 用 PE、 EVA、 PVC 及 PET 等 。 (2)透 明 片 、 板 类 用 PP、 PVC、 PET、 PMMA 及 PC 等 。 (3)透 明 管 类 用 PVC、 PA 等 。 (4)透 明 瓶 类 用 PVC、 PET、 PP、 PS 及 PC 等 。

5、2 照 明 器 材 类 材 料 照 明 器 材 主 要 包 括 各 类 灯 罩 类 制 品 ， 用 于 透 光 。 具 体 的 性 能 要 ， 求 为 透 批 率 高 、 抗 冲 击 性 好 。 常 用 的 照 明 器 材 用 塑 料 为 PS、 改 性 PS、 AS、 PMMA 及 PC 等 。 3 光 学 仪 器 类 材 料 光 学 仪 器 类 主 要 指 各 类 镜 体 材 料 ， 它 包 括 眼 镜 、 透 镜 、 放 大 镜 及 望 远 镜 等 ， 具 体 又 可 分 为 硬 质 镜 体 和 软 质 镜 体 （ 隐 形 眼 镜 ） 两 类 。 传 统 的 光 学 仪 器 类 制 品

6、所 用 的 材 料 都 为 玻 璃 ， 但 塑 料 具 有 与 玻 璃 相 媲 美 的 透 明 性 ， 又 具 有 质 轻 、 不 易 破 碎 等 优 点 ， 正 在 逐 步 取 代 玻 璃 材 料 。 (l)硬 质 镜 体 硬 质 镜 体 要 ： 求 透 明 塑 料 的 具 体 性 能 为 ： 高 透 光 率 ， 应 在 90%以 上 ， 低 雾 度 ； 低 双 折 射 ， 以 防 止 出 现 图 像 歪 斜 、 失 真 、 重 影 等 现 象 ； 高 折 射 率 ， 以 尽 可 能 减 薄 镜 片 的 厚 度 ； 表 面 硬 度 高 ， 可 经 反 复 擦 洗 ； 耐 冲 击 性 好 ，

7、不 易 破 碎 ； 頌 度 小 ， 质 轻 。 最 适 宜 的 硬 质 镜 体 用 透 明 塑 料 材 料 为 CR-39 和 J D 两 种 ， 并 以 CR- 39 为 主 。 在 美 国 ， 70 %的 眼 镜 材 料 为 CR-39， 在 中 国 也 可 达 到 30% 40%。 这 两 种 材 料 的 共 同 特 点 为 透 明 性 好 、 高 折 射 率 、 低 双 折 射 、 耐 冲 击 、 表 面 硬 度 高 。 CR-39 为 双 烯 丙 基 二 甘 醇 碳 酸 酯 聚 合 物 ， 属 热 固 性 塑 料 ， 可 浇 铸 成 型 。 它 的 透 光 率 高 ， 硬 度 较 好

8、 ， 耐 冲 击 ， 耐 热 ， 双 折 射 低 ， 适 于 生 产 镜 片 。 其 主 要 缺 点 为 耐 磨 差 ， 折 射 率 稍 小 。 CR-39 与 高 折 射 单 体 如 二 烯 丙 基 邻 苯 二 甲 酸 酯 共 聚 后 ， 其 折 射 率 可 提 高 到 1. 546。 CR-39 表 面 经 涂 层 后 ， 可 提 高 其 耐 磨 性 。 J D 系 PES 的 衍 生 共 聚 物 ， 其 组 成 为 双 烯 聚 苯 醚 砜 、 苯 乙 烯 、 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 ； 其 也 属 热 固 性 树 脂 ， 可 浇 铸 成 型 。 J D 的 折 射 率 最 大 可 达

9、 1.62， 硬 度 最 大 可 达 到 6H（ 洛 氏 硬 度 为 332） ， 其 成 本 仅 为 PMMA 的 1/2、 CR-39 的 1/6， 是 一 种 可 与 CR-39 竞 争 的 光 学 材 料 。 硬 质 镜 体 制 品 一 般 采 用 浇 铸 法 生 产 ， 这 样 可 避 免 加 工 中 产 生 取 向 ， 防 止 双 折 射 增 大 。 (2)隐 形 眼 镜 隐 形 眼 镜 用 材 料 对 性 能 的 要 求 比 硬 质 镜 体 更 苛 刻 ， 具 体 要 求 如 下 ： 高 透 光 率 ， 应 在 90%以 上 ， 低 雾 度 ； 低 双 折 射 ， 以 防 止 出

10、 现 图 像 歪 斜 、 失 真 、 重 影 等 现 象 ； 高 折 射 率 ， 以 尽 可 能 减 薄 镜 片 的 厚 度 ； 高 吸 水 性 ， 一 般 生 理 盐 水 的 吸 收 率 不 低 于 30%； 柔 软 而 有 弹 性 ； 透 氧 性 好 ， 以 利 于 眼 球 的 生 理 呼 吸 ； 生 理 相 容 性 好 ， 与 眼 球 接 触 无 不 良 反 应 。 卫 生 、 无 毒 。 最 适 宜 的 隐 形 眼 镜 用 材 料 为 聚 甲 基 丙 烯 酸 羟 乙 酯 ( HEMA)， 它 的 透 光 率 高 达 97%， 折 射 率 为 1. 43 1. 45， 吸 水 率 为 3

11、9% 60%。 HEIx4 的 聚 合 方 法 为 ： 以 二 甲 基 丙 烯 酸 乙 二 醇 酯 (EGDMA)为 交 联 剂 ， 使 HEMA 聚 合 成 水 凝 胶 状 物 质 ， 再 加 入 聚 乙 烯 吡 咯 烷 酮 ， 使 其 吸 水 率 从 40% 增 大 到 60%。 4 玻 璃 类 材 料 玻 璃 用 透 明 塑 料 的 性 能 要 求 为 ： 透 光 率 要 高 ； 表 面 硬 度 高 ； 冲 击 强 度 高 ； 易 二 次 加 工 。 塑 料 玻 璃 又 可 分 交 通 玻 璃 和 建 筑 玻 璃 两 类 。 (1)交 通 玻 璃 交 通 玻 璃 包 括 航 空 玻 璃

12、、 车 辆 玻 璃 和 船 舶 玻 璃 等 ， 要 求 其 密 度 小 。 常 用 材 料 为 PMMA 和 PC 两 种 ， PMMA 为 传 统 的 玻 璃 材 料 ， 而 PC 则 为 近 年 来 新 开 发 的 新 型 玻 璃 材 料 ， 习 惯 上 又 称 为 阳 光 板 。 (2)建 筑 玻 璃 为 改 善 无 机 玻 璃 易 碎 的 缺 点 ， 已 开 始 研 究 有 机 玻 璃 ， 并 取 得 进 展 。 常 用 材 料 为 PC、 PMMA 和 PETG。 5 太 阳 能 材 料 太 阳 能 用 透 明 材 料 的 性 能 要 求 为 ： 透 光 率 高 ， 低 雾 度 ；

13、耐 候 性 好 ； 可 透 过 近 红 外 线 ， 太 阳 能 的 近 一 半 为 近 红 外 线 ， 可 有 效 利 用 太 阳 能 ； 远 红 外 线 的 透 过 率 也 较 高 ， 如 PE、 FEP 具 有 较 大 的 透 过 性 。 与 玻 璃 相 比 ， 塑 料 可 全 部 透 过 近 红 外 线 ， 有 的 塑 料 还 可 透 过 较 大 的 远 红 外 线 ； 而 玻 璃 的 红 外 线 透 过 性 则 差 。 所 以 ， 塑 料 比 玻 環 璃 更 适 合 于 ： 光 能 和 ， 可 广 泛 用 于 太 阳 能 热 水 器 、 温 室 、 太 阳 房 的 盖 板 材 料 。

14、可 用 于 太 阳 能 的 透 明 塑 料 有 PMMA、 PC、 GFUP、 FEP、 PVF 及 SI 等 。 6 光 纤 材 料 透 明 塑 料 材 料 利 用 反 复 折 射 与 反 射 ， 可 实 现 对 光 曲 折 传 播 。 这 一 特 征 尤 其 适 合 于 光 纤 材 料 。 对 材 料 的 性 能 要 求 为 ： 透 明 性 好 、 芯 层 要 求 折 射 率 高 、 ： 包 覆 层 要 求 折 射 率 低 、 双 折 射 小 且 并 不 因 加 工 而 增 大 、 耐 光 性 好 。 塑 料 制 成 的 ， C 纤 材 料 由 两 层 透 明 材 料 组 成 ： 芯 层

15、为 高 折 射 率 的 透 明 塑 料 ， 材 料 为 PMMA 或 PC； 包 覆 层 为 低 折 射 率 的 透 明 塑 料 ， 材 料 为 含 氟 烯 烃 聚 合 物 、 含 氟 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 类 。 7 光 盘 材 料 适 用 于 光 盘 采 用 的 透 明 性 好 的 光 学 塑 料 材 料 ， 其 应 具 有 如 下 性 能 ： 高 透 明 性 ， 其 透 光 率 不 低 于 90%； 良 好 的 环 境 适 应 能 力 ， 透 明 性 不 因 温 度 、 湿 度 的 影 响 而 产 生 大 的 变 化 ； 工 作 时 产 生 的 噪 声 及 要 尽 可 能 小 ；

16、吸 湿 性 、 透 气 性 及 透 氧 性 都 要 小 ； 力 学 性 能 长 期 稳 定 ； 易 于 加 工 。 可 适 用 于 光 盘 的 材 料 有 PC、 lPMMA、 新 型 非 晶 型 热 塑 性 聚 酯 ETG)、 无 定 形 环 烯 烃 (mCOC)、 改 性 双 酚 A 环 氧 树 脂 等 。 其 中 以 PC 最 为 常 用 ， 近 年 来 由 于 mCOC 的 低 吸 水 性 和 优 异 的 光 学 性 能 ， 应 用 比 例 逐 步 扩 大 。 8 透 明 封 装 材 料 透 明 封 装 材 料 主 要 用 于 光 电 转 换 类 电 子 器 个 如 太 阳 能 电 池

17、 等 ， 对 所 用 透 明 塑 料 的 性 能 要 求 为 ： 透 光 率 高 ； 耐 磨 性 好 ， 抗 污 染 性 高 如 吸 附 尘 埃 性 低 等 ； 耐 候 性 好 ； ； 优 异 的 密 封 性 能 ， 指 气 密 性 、 防 潮 性 和 防 止 其 他 化 学 物 侵 人 的 性 能 ； 柔 软 而 富 于 弹 性 。 适 宜 用 于 透 明 封 装 材 料 主 要 有 表 面 增 硬 的 PMMA、 FEP、 EVA、 EMA（ 乙 烯 醋 酸 乙 烯 共 聚 物 ） 、 PVB（ 聚 乙 烯 醇 缩 丁 醛 ） 等 ， 一 般 不 用 PET、 PC、 PVC、 PU 等 。 下 面 介 绍 两 例 EVA 和 EMA 的 耐 候 封 装 配 方 。 EVA 封 装 配 方 （ 质 量 份 ） EMA 封 装 配 方 （ 质 量 份 ）