ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оптические свойства полимеров и пигментированных полимерных систем из "Окрашивание полимерных материалов " Оптические свойства неокрашенного полимера определяются его способностью пропускать, отражать и поглощать падающий свет. Полимерный материал считается прозрачным, если при прохождении через него луч света не претерпевает каких-либо существенных изменений. Пропускание света полимерами находится в зависимости от количества света, рассеиваемого внутри материала и отраженного от его поверхности. Изменение направления света внутри полимера характеризуется показателем преломления. При повышении температуры полимера его показатель преломления может изменяться в широких пределах (рис. 65). Это следует учитывать при окрашивании полимерных материалов. [c.100] Таким образом, для увеличения прозрачности полиэтилена необходимо снизить его степень кристалличности. [c.102] Приведенные выше зависимости описывают свойства зеркальных поверхностей, тогда как полимерные системы представляют собой оптически неоднородные материалы, способные в значительной мере к рассеянию света. Рассеяние, возникаюихее внутри полимерного материала, определяется размерами центров рассеяния. Наибольшее рассеяние достигается в случае, если размеры рассеивающих элементов составляют около половины длины волны света (т. е. 200—400 нм), и резко снижается с уменьшением этих размеров. Рассеяние света происходит не только с той поверхности, на которую падает свет (рассеяние назад), но и с противоположной стороны (рассеяние вперед). Эффектами рассеяния назад и вперед объясняется снижение контрастности при рассмотрении предмета через пленку. [c.102] Чтобы придать цвет полимеру, не нарушая его прозрачности, используют жирорастворимые органические красители, размер частиц которых не влияет на характеристики прохождения света. Для получения непрозрачных цветных полимерных систем приме няют пигменты. [c.102] Цвет полимера является результатом отражения, рассеяния и поглощения света пигментами, наполняющими полимер. Оптические свойства окрашенного полимера определяются в большой мере оптическими свойствами пигментов. [c.103] На рис. 66 представлены кривые спектрального отражения окрашенных образцов суспензионного полистирола марки ПСС в видимом диапазоне длин волн, снятые на спектрофотометре СФ-14. Как следует из рисунка, спектры полистирола, окрашенного цветными пигментами, близки к спектрам самого пигмента. Это означает, что оптические свойства цветных полистиролов определяются оптическими свойствами пигмента. Полистирол, окрашенный белыми пигментами, как показывают кривые 5—7, обладает высоким отражением, причем — наибольшим в случае применения диоксида титана рутильной модификации. [c.103] Влияние концентрации вводимых пигментов на оптические свойства окрашенного полистирола показано на примере цинковых белил и ультрамарина (рис. 67). Повышение концентрации цинковых белил способствует росту отражения, что связано с увеличением в системе числа частиц, ответственных за отражательную способность. Повышение же концентрации ультрамарина ведет к снижению отражения, и эго объясняется накоплением в системе частиц, которые обладают сильной способностью к поглощению в видимой области. [c.103] На цвет окрашенных полимерных систем существенно влияет размер частиц пигмента, причем высокая насыщенность цвета ха рактерна для монодисперсных пигментов. Так, у антрахиноновых желтых пигментов наибольшая красящая способность проявляется при размере частиц 0,05—0,15 мкм, а у красного железоокисного пигмента — 0,2—0,5 мкм. [c.103] Укрывистость окрашен-ного полимерного матери-ала — свойство, зависящее в значительной степени от пигмента, но интересующее нас лишь в окрашенном материале. Укрывистость белых пигментов связана с разностью показателей преломления пигмента и полимера, а также со способностью пигмента рассеивать свет и с размером частиц (рис. 68). Иначе обстоит дело с цветными пигментами. На укрывистость цветных пигментов влияет не столько рассеивающая способность и показатели преломления пигмента и полимера, сколько отражение и поглощение самого пигмента. В связи с этим сравнение укрывистости белых и цветных пигментов бывает затруднительным. Так, известно, что слаборассеиваю-щие (прозрачные и полупрозрачные) цветные пигменты могут по укрывистости превосходить рассеивающие белые пигменты. Например, укрывистость ультрамарина синего 15 г/м , а укрывистость диоксида титана 40 г/м . Этот парадокс объясняется тем, что укрывистость характеризует лишь то, насколько окрашенная пленка делает подложку невидимой. В данном случае высокая укрывистость объясняется сильным поглощением самого пигмента. [c.106] Оптические свойства пигментированного полимера зависят не только от оптических свойств полимера и пигмента, но и от характера их взаимодействия. Так, диоксид титана, применяемый в качестве наполнителя полиэтилена, служит также структурообразо-вателем, изменяющим соотношение аморфной и кристаллической областей в полимере [60]. Таким образом, увеличение концентрации диоксида титана приводит в данном случае к снижению кристалличности полимера, т. е. к повышению его прозрачности. Такой эффект необходимо учитывать при введении диоксида титана в полиэтилен. [c.106] Вернуться к основной статье