Ekstrüzyon makinesi: şeffaf polimerlerin ışık geçirgenliği, özellikleri ve uygulamaları

Süt şişelerinden optik lenslere, televizyonlardan cep telefonlarına kadar... şeffaf plastiklerin kullanım alanlarının listesi sonsuz. Bugün, ürünleri geleneksel cama göre daha çekici ve taşınabilir hale getiren birçok şeffaf veya şeffaflaştırılmış plastik malzeme türüyle çevriliyiz.
Günümüzde birçok üretici, çeşitli uygulamalar için şeffaf plastik malzemelerin kalitesinden ve renk tutarlılığından faydalanıyor:
1. Hafif, dayanıklı ve kırılmaz ürünler üretmek;
2. Üretim maliyetlerinin azaltılması;
3. Karmaşık geometrilere ve benzersiz şekilli bileşenlere sahip parçaların üretimi;
4. Camınkine benzer görünür ışık geçirgenliği ve/veya optik kırılma indisi elde eder.
Ve bunun gibi…

Yukarıdaki avantajlardan yararlanan bazı popüler uygulama alanları şunlardır:

1. Ambalaj (gıda, kozmetik vb.)
2. Tüketici ürünleri (konserve yiyecekler, veri depolama ürünleri, lensler…)
3. Mimari cam (akvaryumlar, güvenlik kabinleri…)
4. Otomotiv ve elektrikli bileşenler (LED, far kapakları…)
5. Sağlık Hizmetleri (şırıngalar ……)
6. Tarım filmi
Ancak, geniş uygulama alanlarına rağmen, bu kadar zorlu malzeme özelliklerini karşılayan polimer sayısının çok az olduğunu belirtmekte fayda var.
Gelin, bu "parlak" plastik kategorisine bir göz atalım ve bazı şeffaf polimerlerin (PC, PMMA, PET, SMMA, COC, vb.) özelliklerini ve popüler uygulamalarını inceleyelim!
Yer darlığı nedeniyle, bu makalede yer alan PS/SBC/ASA/MBS/PCTA+PCTG/PMP (polimetilpenten) ve diğer yeni şeffaf polimerlere tekrar yer verilmeyecektir.

Polikarbonat (PC)
Polikarbonat (PC)Yüksek darbe dayanımı, boyutsal kararlılık ve iyi mekanik özelliklerin eşsiz bir kombinasyonuna sahip, yüksek performanslı, dayanıklı, amorf ve şeffaf bir termoplastik polimerdir. Işığın %90'ından fazlasını geçirir ve UV radyasyonunu engeller, güneşin zararlı UV ışınlarına karşı %100 koruma sağlar.

Polikarbonat levha/boru ekstrüzyon makinesiGünlük hayatta çeşitli uygulamalarda kullanılır:
Elektrikli ve elektronik ürünler (LED lambalar, konektörler, cep telefonları…)
Otomotiv (far çerçeveleri, kapı kolları, radyatör ızgaraları ve iç lensler)
Tarım (sera örtü malzemeleri)
Tüketici ürünleri (gözlükler, ev aletleri, gıda ile temas eden ürünler…)
Tıbbi (cerrahi aletler, ekipmanlar…)
Polikarbonattan üretilen şeffaf levhalar, darbe testlerinde aynı kalınlıktaki cama göre 200 kat daha güçlüdür ve kesilmesi kolaydır.
Şeffaf naylon (PA TR)
Diamin, diasetik asit veya amino asit türü değiştirilerek, genel amaçlı naylon, uzun karbon zincirli naylon, yüksek sıcaklığa dayanıklı naylon, şeffaf naylon ve naylon elastomer dahil olmak üzere farklı fizikokimyasal özelliklere sahip naylon çeşitleri elde edilebilir. Şeffaf naylon, PMMA'ya yakın, %90'a kadar ışık geçirgenliğine sahip amorf veya mikrokristalin bir termoplastik naylondur.
Şeffaf naylon, diğer şeffaf plastiklere göre yağa, korozyona, aşınmaya ve çizilmeye karşı daha iyi direnç gösterdiği için otomotiv, elektrik ve elektronik, mekanik, optik, spor ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Akrilik PMMA
PMMA, cama "kırılmaz" bir alternatif olarak yaygın olarak kullanılan sert, şeffaf bir termoplastik malzemedir. Bu polimer, diğer şeffaf plastiklere (PC, PS) göre çeşitli teknik avantajlar sunar, örneğin:

Yüksek UV ve hava koşullarına dayanıklılık.
%92'ye varan ışık geçirgenliği ve optik özellikleriyle sınırsız renk seçeneği sunar.
Bu avantajlar, PMMA levha ekstrüzyon makinesini sera, denizcilik merkezleri; otomobil camları, lamba abajurları, aydınlatmalar, elektronik ekipman ekranları, tasarım mobilyaları vb. yapımında mimari ve inşaat sektörüne uygun hale getirir.
Polietilen tereftalat (PET)
PET, mekanik, termal, kimyasal ve boyutsal kararlılık özelliklerinin mükemmel bir kombinasyonuyla karakterize edilen çok yönlü, şeffaf bir termoplastik polimerdir. PET, kristal ve amorf yapısına bağlı olarak opak, beyaz ve şeffaf görünebilir.
PET'in arzu edilen özellikleri (şeffaflık, hafiflik, yüksek mukavemet, sertlik, yüksek kimyasal direnç, bariyer özellikleri ve düşük fiyat) onu aşağıdaki alanlar için tercih edilen malzeme haline getirmektedir:
Su şişesi
Gazlı meşrubat kapları
Lifler
Sinema filmi

PET, daha düşük maliyeti, daha iyi estetiği ve daha kolay işlenmesi nedeniyle polikarbonata (PC) tercih edilir.
Amorf kopolyester (PETG)
PETG gibi amorf kopolyesterler çok yönlüdür ve geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılabilir. Amorf kopolyesterler, mükemmel şeffaflık ve sağlamlığı olağanüstü ısı ve kimyasal dirençle birleştirir.
PETG, küçük veya hiç değişiklik yapılmadan PC, PMMA ve PC/polyesterin doğrudan yerine kullanılabilir.

Polivinil klorür (PVC)
PVC, mükemmel şeffaflığa sahip amorf bir termoplastiktir. Şeffaf PVC levhalar, mükemmel mekanik özellikleri ve darbe dayanımını, su berraklığında şeffaflığı ve olağanüstü kimyasal ve yangın direncini bir araya getirir.
Ayrıca, şeffaf PVC borular zararlı UV ışınlarını engellemek için özel olarak formüle edilmiştir. Bu borular, güneş ışığına maruz kalan ve şeffaflık gerektiren dış mekan uygulamaları için yaygın olarak tavsiye edilir.

Şeffaf PVC ürünlerinin optik özellikleri, yüksek ışık geçirgenliğinden yüksek şeffaflığa, parlama önleyici yüzeylerden yüksek darbe dayanımına kadar uzanarak onları dış mekan uygulamaları için uygun hale getirir. Şeffaf PVC levhalar, borular ve şeffaf filmlerin ekstrüzyon hattı için başlıca uygulama alanları şunlardır:
Mimari – ışık, güvenlik camı, sera…
Ambalajlama – blister ambalaj, streç film, şeffaf ambalaj…
Tıbbi malzemeler – torbalar, hortumlar, damlatıcılar, bağlantı elemanları, vanalar…
Sıvı Silikon Kauçuk (LSR)
Sıvı silikon kauçuk, düşük viskoziteli, şeffaf, ısıyla sertleşen bir elastomer bileşiğidir ve şu özelliklere sahiptir:
Mükemmel optik netlik (%94 geçirgenlik)
Dayanıklılık (150°C'ye kadar yüksek sıcaklık direnci)
Mükemmel işlenebilirlik
Tasarım Özgürlüğü

Hafif bir malzeme olan cam ve diğer termoplastikler, yüksek şeffaflık, ısı/UV direnci ve uzun süreli dayanıklılığın temel gereksinimler olduğu yüksek güçlü LED aydınlatma, elektronik, otomotiv aydınlatması, tüketici ürünleri, sağlık hizmetleri vb. çeşitli uygulamalarda başarıyla yerini almıştır.
Siklik Olefin Kopolimer (COC)
Siklik Olefin Kopolimeri (COC), siklik monomerlerin etan ile zincir kopolimerizasyonuyla üretilen amorf, şeffaf bir termoplastiktir. Polipropilen ve polietilen gibi yaygın kullanılan polimerlere kıyasla nispeten yeni bir polimer sınıfıdır ve mükemmel optik berraklığı, iyi mekanik özellikleri ve neme karşı direnci ile bilinir.

COC'nin mükemmel optik özellikleri, onu gıda ambalaj filmleri, optik veri diskleri, yüksek hassasiyetli lensler, optik filmler ve daha fazlası için ideal hale getirir. Ek olarak, siklik olefin kopolimerleri neme, çözücülere ve sterilizasyona karşı dirençlidir, bu da onları blister ambalaj, tıbbi tepsiler ve daha fazlası gibi tıbbi ve yaşam bilimleri uygulamalarında kullanışlı kılar.
Polietilen (PE)
Polietilen, ambalaj, otomotiv, elektrik vb. birçok sektörde film, boru, plastik parça, laminat ve daha fazlasının üretiminde yaygın olarak kullanılan çok dayanıklı bir termoplastiktir. Dünyada en çok üretilen plastiktir ve neredeyse her gün kullanıyoruz.

LDPE plastik üretim hattı: LDPE esnek, dayanıklı ve şeffaftır ve plastik poşetlerde, şeffaf filmlerde, laboratuvar ekipmanlarında ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Şeffaf polipropilen (PP)
Polipropilen, iyi fiziksel özelliklere, maliyet etkinliğine ve geri dönüştürülebilirliğe sahip mükemmel bir reçinedir, ancak kristal yapısı nedeniyle şeffaf PP levhalar elde etmek zordur. Bununla birlikte, günümüzde yeni ve oldukça etkili berraklaştırıcı katkı maddeleri (berraklaştırıcılar olarak da bilinir) sayesinde, şeffaf polipropilen (PP) alanında önemli ilerlemeler kaydedilmiştir; çünkü bu polimerler tasarım esnekliği, daha kolay işleme yetenekleri, daha iyi renklendirilebilirlik/dekoratif özellikler ve hafifletme yoluyla maliyet tasarrufu sağlamaktadır.

Ek olarak, hızlı soğutma ve uygun ısıl işlemin birleşimi, polipropilen ekstrüde levhaların şeffaflığını artırabilir. Şeffaf PP'yi cam ve şeffaf plastikler (PS, PC, PETG) gibi daha pahalı şeffaf malzemelere uygulanabilir bir alternatif haline getiren diğer avantajlar şunlardır:
İyi bir sertlik/darbe dengesi;
İyi nem/su bariyeri
Florlu Etilen Propilen (FEP)
Florlu etilen propilen (FEP), kimyasal olarak heksafloropropilen ve tetrafloroetilenin bir kopolimeridir. Bu polimer, ultraviyole ve görünür ışığın yüksek bir yüzdesini iletir. Film formundaki FEP'in gün ışığı geçirgenliği yaklaşık %96'dır. FEP filmi, sıradan cama göre daha fazla ultraviyole, görünür ve kızılötesi radyasyon iletir.
Stiren metil metakrilat (SMMA)
SMMA veya stiren metil metakrilat (SMMA), mükemmel parlak yüzeye sahip, oldukça şeffaf bir stiren-akrilik asit kopolimeridir. Stiren polimerlerinin mükemmel işleme avantajlarını ve maliyet çekiciliğini yüksek parlaklık ve şeffaflıkla birleştirir. SMMA'nın diğer faydaları şunlardır:
Mükemmel termal stabilite;
Akrilikten daha iyi alkol direnci;
GPPS'ye göre üstün mekanik özellikler;
Çizilmeye karşı dayanıklılık;
FDA'ya şikayet.

PMMA, PC ve PET ile karşılaştırıldığında, SMMA daha ucuzdur ve benzer yüzey kalitesine sahiptir.
SMMA, ev ürünleri, gözlükler, cam eşyalar, kozmetik ambalajları, tıbbi cihazlar, kişisel hijyen ürünleri vb. gibi güçlü, sert ve su geçirgen özellikler gerektiren uygulamalar için uygundur.
Polistiren (Genel Amaçlı – GPPS)
Genel amaçlı polistiren (GPPS), diğer adıyla kristal berraklığında polistiren, aşağıdaki özelliklere sahip şeffaf bir polimerdir:
Yüksek sertlik;
İyi boyutsal kararlılık;
Düşük özgül ağırlık ve mükemmel ısı direnci
İyi elektriksel yalıtım özellikleri

Amorf yapısı nedeniyle, şeffaflık, düşük maliyet ve işleme kolaylığı açısından diğer polimerlere göre avantajlara sahiptir. GPPS'nin bazı kullanım alanları arasında oyuncaklar, CD kutuları, elbise askıları, buzdolabı sebze kutuları, duş panelleri, IT ekipmanları, şeffaf mücevher kutuları, buzdolabı rafları ve çekmeceleri ve plastik bardaklar yer almaktadır. Ayrıca test tüpleri, test kiti muhafazaları, teşhis ürünleri, petri kapları vb. gibi tek kullanımlık tıbbi ürünlerin üretiminde de kullanılır.
MABS (şeffaf ABS)
ABS, akrilonitril, bütadien ve stiren olmak üzere üç monomerden oluşan, darbelere dayanıklı bir mühendislik termoplastiğidir. Stiren-akrilonitril kopolimerleri sertlik sağlarken, bütadien darbe direnci sağlar.
Üretici, MABS (metil metakrilat akrilonitril bütadien stiren) adı verilen son derece şeffaf bir ABS reçinesi üretmek için SAN fazına metil metakrilat monomeri ekler. MABS aşağıdaki özelliklere sahiptir:

Yüksek ışık geçirgenliği;
Hafif pus;
Tutarlı ve istikrarlı renk;
Geliştirilmiş akış özellikleri.
Şeffaf ABS, polistiren, SAN ve PMMA'ya göre daha iyi darbe dayanımına sahiptir ve iyi işlenebilirlik sunar. Geliştirilmiş akış özelliklerine sahip MABS kaliteleri, polikarbonata (PC) ilginç bir alternatif olarak kullanılabilir. Şeffaf ABS, tüketici elektroniği, tıbbi uygulamalar, spor malzemeleri, tıbbi ekipman vb. alanlarda kullanılır.