Como os cientistas definem o plástico transparente?

Então, eu queria fazer um artigo para nossos leitores sobre os plásticos mais opticamente transparentes disponíveis. Mas então fiquei tão envolvido em pesquisar o que “transparência” realmente significa que decidi que este tópico realmente merece dois artigos.

Aqui está um resumo de duas das principais maneiras de medir a transparência em plásticos (e outros materiais) - o índice de refração e a clareza óptica. Fique atento para uma segunda postagem listando plásticos altamente transparentes nas próximas semanas.

1) O índice de refração

O índice de refração é uma medida de quanta luz é curvada (ou refratada) ao passar por uma substância. É definido por:n =sin i / sin r, onde i e r são os ângulos de incidência e refração, respectivamente. O índice de refração também é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade no material transparente. O índice de refração irá variar ligeiramente com o comprimento de onda da luz usada para medir o índice de refração. Se a luz "branca" (uma mistura de vários comprimentos de onda) for usada como o feixe incidente, então a variação no índice de refração para os vários comprimentos de onda levará à divisão da luz nas cores do espectro, um processo conhecido como dispersão. Para permitir a comparação da refração para materiais, a luz usada é geralmente a linha D do sódio (um comprimento de onda específico). Quando a luz entra em um material denso de um material menos denso, o raio refratado é inclinado para o normal. Quando a luz entra em um material menos denso de um material denso, o raio refratado é desviado do normal. Quando a luz passa por um material transparente com lados paralelos, as refrações "se cancelam" e o caminho da luz é deslocado devido à presença do material transparente.

2) Transparência

Então, como os cientistas medem o plástico transparente? Os limites entre 'transparente' ou 'claro' e 'translúcido' ou 'opaco' são muitas vezes altamente subjetivos. O que é aceitável para um observador, possivelmente não é aceitável para outro observador. É possível medir o grau de transmissão de luz usando ASTM D-1003 (método de teste padrão para neblina e transmitância luminosa de plásticos transparentes). Este método de teste é usado para avaliar a transmissão de luz e espalhamento de plásticos transparentes para uma espessura de amostra definida. Como regra geral, as porcentagens de transmissão de luz acima de 85 são consideradas "transparentes". A transparência percebida ou clareza ótica depende da espessura da amostra usada para avaliação, e a clareza ótica diminuirá com o aumento da espessura. O vidro padrão pode ser relativamente opticamente transparente em seções finas, mas mostrará uma tonalidade verde (devido ao ferro no vidro) conforme a espessura aumenta. A clareza óptica só pode ser alcançada quando o índice de refração é constante através do material na direção de visualização. Quaisquer áreas de material opaco (como corantes) ou áreas de diferentes índices de refração resultarão em uma perda de clareza óptica devido à refração e espalhamento.

A clareza óptica também depende dos reflexos da superfície da amostra. Os reflexos da superfície na interface ar / plástico criam perdas de transmissão significativas. Por exemplo, a perda de transmissão do PMMA é de cerca de 93% e do PS é de cerca de 88%. Essas reflexões de superfície podem vir de duas causas básicas:reflexão especular, que é a reflexão normal de uma superfície lisa, e reflexão difusa, que depende da planura da superfície da amostra. A perda de transmissão como resultado da rugosidade da superfície ou partículas incorporadas é mais frequentemente denominada 'neblina' e isso geralmente é uma preocupação de produção e não uma propriedade do material. Na produção de filme soprado, a névoa pode ser causada por fratura por fusão na superfície ou por instabilidade interfacial entre as camadas do filme.

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