Il polietilene è una plastica commerciale che ha trovato la sua strada in quasi tutte le applicazioni immaginabili. Più di 100 miliardi di libbre. di polietilene sono state prodotte nel 2000, formate in tutto, da borse, bidoni, bottiglie e altre merci a oggetti speciali come le prese dell'anca protesiche. In alcuni casi, le proprietà ottiche del polietilene sono importanti dal punto di vista estetico: le confezioni lucide sono più attraenti che opache. In altri casi, l'interesse è pratico, come nel riuscire a vedere il livello del liquido all'interno di una bottiglia. In tutti i casi, le proprietà ottiche di un campione di polietilene dipendono dalla sua struttura molecolare.

Tipi

Ci sono due tipi fondamentali di polietilene, e conoscere la differenza tra loro è cruciale per capire il loro aspetto ottico proprietà. Il polietilene ad alta densità (HDPE) è uniforme a livello molecolare, il che consente alle molecole di imballarsi saldamente e formare chiazze cristalline. Il polietilene a bassa densità (LDPE) è meno uniforme e tende a non avere una struttura interna ordinata. Il polietilene può anche essere classificato per peso molecolare o per la lunghezza media delle sue catene polimeriche. Questi fattori giocano un ruolo chiave nel determinare le principali proprietà ottiche del polietilene: foschia, trasparenza e lucentezza.

Haze

Haze è esattamente ciò che sembra: una misura di quanto appare torbido un campione. Più precisamente, l'opacità è una misura della quantità di luce che viene deviata per la distanza percorsa attraverso un campione. Qui la distinzione tra HDPE e LDPE è importante. I cerotti cristallini dell'HDPE deflettono la luce come granelli di sabbia nel vetro. Il grado di deflessione della luce dipende in parte dalla dimensione del cerotto cristallino, quindi la foschia tende ad aumentare con la densità del polietilene. Anche il metodo di fabbricazione di un campione di polietilene ha un forte effetto sulla foschia, in quanto non solo le dimensioni ma anche l'orientamento dei cristalli influenza la foschia dovuta all'interazione della luce con la struttura cristallina. Più rapidamente un campione viene raffreddato dopo che è stato modellato, meno nebuloso sarà probabilmente dovuto alle catene polimeriche che hanno meno tempo per riorganizzarsi in strutture cristalline.

Surface Haze

Inoltre alla cristallinità all'interno del campione, la ruvidità della superficie causa una leggera deflessione e quindi svolge un ruolo nella misurazione della foschia di un campione di polietilene. In questo caso, il peso molecolare del polietilene - quanto sono lunghe le catene polimeriche - gioca un ruolo importante. In generale, le catene più lunghe comportano maggiore rugosità superficiale e maggiore foschia superficiale. Anche le condizioni di lavorazione influiscono sulla foschia superficiale. Un campione di polietilene che viene soffiato in un film prende la sua forma come una bolla, senza muffe o matrici che colpiscono la superficie e tende ad essere molto liscio. Questo diminuisce la sua foschia superficiale. I campioni più spessi che sono stampati, estrusi o colati possono avere più o meno opacità superficiali a seconda della levigatezza microscopica delle superfici con cui vengono a contatto.

Trasparenza

In parole semplici, la trasparenza si riferisce a quanto è chiaro un oggetto. Più tecnicamente, è una misura della quantità di luce che attraversa l'oggetto senza essere dispersa o deviata dalle particelle all'interno. Per il polietilene, come con la maggior parte dei materiali, più il campione è sottile, migliore è la trasparenza - ci sono solo poche possibilità che una particella defluisca la luce che attraversa. La trasparenza è quindi correlata alla foschia: più nebuloso è un campione, meno trasparente. Tuttavia, a differenza della foschia, la trasparenza è una misura "a tutto tondo" e lo spessore è importante: anche un campione di polietilene a pelo molto basso non sarà trasparente se la luce deve viaggiare lontano. Secondo il "Manuale del Polietilene", i campioni di polietilene più spessi di 1/8 di pollice sono raramente trasparenti.

Gloss

Mentre foschia e trasparenza riguardano solo se la luce viene deviata o superata attraverso un campione, la lucentezza dipende da come la luce viene deviata. Un campione che è lucido - il termine significa la stessa cosa nel linguaggio tecnico e laico - devia la luce "coerentemente", il che significa che è tutto deviato allo stesso modo. La lucentezza è strettamente un fenomeno di superficie e ottenere una buona levigatezza della superficie è fondamentale per ottenere un'elevata lucentezza. La lucentezza non è semplicemente un altro termine per la foschia superficiale, in quanto dipende fortemente dall'angolo di visualizzazione del campione. Un campione confuso può essere lucido, nel qual caso si dice che abbia una "lucentezza". Secondo la "Guida pratica al polietilene", sono diventati disponibili nuovi tipi di LDPE dagli anni '90 che hanno consentito materiali di imballaggio più resistenti con una lucentezza maggiore.