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光学性能

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我们的热塑性聚氨酯具有不同的光学性质,并根据其化学基础原料的不同而变化。

热塑性聚氨酯(TPU)的光学性质包括透明度、黄度和折射、光泽、颜色、雾度和透射率、反射和灰度。关键测量值以及这些属性的测试概述如下。客户可委托科思创热塑性塑料测试中心(TTC)进行光学测试。

透明

热塑性聚氨酯通常为中等至非常不透明,或甚至呈乳白色或混浊。许多Desmopan®品级在达到2毫米厚度时仍然略微透明。然而,该属性并不恒定,并且会根据处理条件发生很大的变化。聚醚TPU往往比聚酯TPU更透明。为了克服这个缺点,我们开发出特殊芳香族系列Desmopan®品级,在最大壁厚达到6 mm时仍可持续保证90%以上透明度。这些抗紫外线系列包含各种品级,Desmopan® 36xx(聚酯)或Desmopan® 96xx(聚醚)的名称符合Desmopan®命名法。我们还通过US Texin系列提供透明度特别高的脂肪族TPU。这些品级以Desmodur® W为基础,在壁厚达到10 mm时仍然具有出色的透明度,并且具有脂肪族TPU的所有优点。

黄化

芳香族热塑性聚氨酯在紫外光的影响下经历黄化——紫外线会导致在刚性链段中形成具有共轭双键的化合物,其化学结构类似于着色剂
。为了量化黄化程度,我们会测量黄度指数(YI)。从根本上来说,向芳香族TPU中添加紫外线稳定剂只会延迟而不是防止黄化效应。对于需要满足严格光学要求的部件,黄化是必须避免的缺点。因此,科思创开发了没有黄化效应的脂肪族热塑性聚氨酯。下图显示了加入和不加人紫外线稳定剂的脂肪族和芳香族TPU之间的差异。
脂肪族和芳香族TPU随时间的黄化

折射率

折射率是折射的度量标准,即在一种介质与另一种介质之间过渡位置的光束方向的变化。它由真空中光的相速度形成,以相关介质中光的相速度表示。对于Desmopan®,折射系数是一个具有现实意义的值,因为在混合物中化合时,如果不同化合物的折射率非常相似,则TPU将仅产生透明化合物。芳香族Desmopan®品级的折射率范围为1.52至1.57,具体取决于其配方。而使用脂肪族异氰酸酯会降低TPU的折射率。因此,基于HDI的脂肪族Desmopan®品级的折射率介于1.49和1.50之间,而基于Desmodur® W的脂肪族Texin®品级的折射率约为1.51。
部分Desmopan®品级的折射率 

光学测试方法

有许多测试可用于测试材料的光学属性。测试可用于测量光泽度、颜色、雾度和透射率、反射、灰度等属性以及分析图像。科思创热塑性塑料测试中心(TTC)的专家根据下列标准执行这些测试。
光学测试方法

色散和阿贝数

阿贝数是用于光学器件的无量纲量度,用于描述透明介质的色散。其中V是阿贝数,它由以下公式定义:
光学属性公式
阿贝数越低,色散度越大,反之亦然:材料的色散度越低,阿贝数就越高。倒数阿贝数值通常被称为相对色散。
光学色散意味着光的折射是波长(以及颜色)的函数。这种色散是撞击棱镜边缘的一束白光线被分为有色光谱的原因。然而,任何时候只要有光线被折射,都会发生色散。 包含多个波长的光线应该在一个点上描述时,也会发生色散。单点描绘是通过透镜等光学系统投射清晰图像的关键先决条件。在透镜系统中,色散会在明亮对象的图像周围产生不同程度的色彩边缘。这种成像误差称为色差。
要完全描述材料的色散(例如一种玻璃),必须说明材料的折射率n如何随光的波长λ而变化。因此必须表明完整函数n(λ)。对于简单的计算,通常用阿贝数来描述可见光范围内的色散就足够了。
在针对可见光范围内的波长定义时,阿贝数不适用于红外和紫外范围。
光辐射

折射率和阿贝数

下表显示了在589.3 nm处测量的折射率以及可能适用于光学应用的几种Desmopan®品级的相关阿贝数。
Desmopan®品级的折射率和阿贝数

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