Les absorbeurs de lumière ultraviolette sont connus depuis un certain temps par les formulateurs de plastiques comme un additif nécessaire pour protéger les plastiques des effets dégradants à long terme de la lumière du soleil.Les absorbeurs infrarouges ne sont connus que d'un petit groupe de formulateurs de matières plastiques.Cependant, à mesure que le laser trouve de plus en plus d’applications, ce groupe d’additifs relativement inconnu est de plus en plus utilisé.

À mesure que les lasers devenaient plus puissants, à la fin des années 60 et au début des années 70, il est devenu évident que les opérateurs laser devaient être protégés de l’effet aveuglant du rayonnement infrarouge.Selon la puissance et la proximité du laser avec l'œil, une cécité temporaire ou permanente peut en résulter.À peu près au même moment, avec la commercialisation du polycarbonate, les mouleurs ont appris à utiliser des absorbeurs infrarouges dans les plaques des écrans faciaux des soudeurs.Cette innovation offrait une résistance élevée aux chocs, une protection contre le rayonnement infrarouge et un coût inférieur à celui des plaques de verre alors utilisées.

Si l’on voulait bloquer tout rayonnement infrarouge et ne se souciait pas de voir à travers l’appareil, on pourrait utiliser du noir de carbone.Cependant, de nombreuses applications nécessitent la transmission de la lumière visible ainsi que le blocage des longueurs d'onde infrarouges.Certaines de ces applications incluent :

Lunettes militaires – Des lasers puissants sont utilisés par l’armée pour la télémétrie et la visée des armes.Il a été rapporté que pendant la guerre Iran-Irak des années 80, les Irakiens ont utilisé le puissant télémètre laser sur leurs chars comme arme pour aveugler l'ennemi.Selon certaines rumeurs, un ennemi potentiel serait en train de développer un puissant laser destiné à être utilisé comme une arme destinée à aveugler les troupes ennemies.Le laser Néodyme/YAG émet de la lumière à 1 064 nanomètres (nm) et est utilisé pour la télémétrie.Par conséquent, les soldats portent aujourd'hui des lunettes avec une lentille en polycarbonate moulé intégrant un ou plusieurs absorbeurs infrarouges, qui absorbent intensément à 1064 nm, pour les protéger d'une exposition accidentelle au laser Nd/YAG.

Lunettes médicales – Certes, il est important pour les soldats d’avoir une bonne transmission de la lumière visible dans leurs lunettes, qui bloquent le rayonnement infrarouge.Il est encore plus important que le personnel médical utilisant des lasers bénéficie d’une excellente transmission de la lumière visible, tout en étant protégé d’une exposition accidentelle aux lasers qu’il utilise.L'absorbeur infrarouge choisi doit être coordonné pour qu'il absorbe la lumière à la longueur d'onde d'émission du laser utilisé.À mesure que l’utilisation des lasers en médecine augmente, le besoin de protection contre les effets nocifs du rayonnement infrarouge augmentera également.

Plaques frontales et lunettes de soudeur – Comme mentionné ci-dessus, il s'agit de l'une des applications les plus anciennes des absorbeurs infrarouges.Dans le passé, l’épaisseur et la résistance aux chocs de la plaque frontale étaient spécifiées par une norme industrielle.Cette spécification a été choisie principalement parce que les absorbeurs infrarouges utilisés à l'époque brûleraient s'ils étaient traités à une température plus élevée.Avec l’avènement des absorbeurs infrarouges offrant une plus grande stabilité thermique, les spécifications ont été modifiées l’année dernière pour autoriser des lunettes de n’importe quelle épaisseur.

Écrans faciaux pour les travailleurs des services publics d’électricité – Les travailleurs des services publics d’électricité peuvent être exposés à un rayonnement infrarouge intense en cas d’arc dans les câbles électriques.Ces radiations peuvent être aveuglantes et, dans certains cas, elles peuvent être mortelles.Les écrans faciaux intégrant des absorbeurs infrarouges ont contribué à réduire les effets tragiques de certains de ces accidents.Dans le passé, ces écrans faciaux devaient être fabriqués en acétate-propionate de cellulose, car l'absorbeur infrarouge brûlerait si du polycarbonate était utilisé.Récemment, en raison de l'avènement d'absorbeurs infrarouges plus stables thermiquement, des écrans faciaux en polycarbonate ont été introduits, offrant à ces travailleurs la protection contre les chocs plus élevée dont ils ont besoin.

Lunettes de ski haut de gamme – La lumière du soleil réfléchie par la neige et la glace peut avoir un effet aveuglant sur les skieurs.En plus des colorants pour teinter les lunettes et des absorbeurs de lumière ultraviolette pour protéger des rayons UVA et UVB, certains fabricants ajoutent désormais des absorbeurs infrarouges pour protéger des effets nocifs du rayonnement infrarouge.

Il existe de nombreuses autres applications intéressantes utilisant les propriétés particulières des absorbeurs infrarouges.Il s'agit notamment des plaques d'impression lithographiques par ablation laser, du soudage laser de films plastiques, des obturateurs optiques et des encres de sécurité.

Les trois principaux groupes de produits chimiques utilisés comme absorbeurs infrarouges sont les cyanines, les sels d'aminium et les dithiolènes métalliques.Les cyanines sont des molécules plutôt petites et n'ont donc pas la stabilité thermique nécessaire pour être utilisées dans le polycarbonate moulé.Les sels d'aminium sont des molécules plus grosses et plus stables thermiquement que les cyanines.De nouveaux développements dans cette chimie ont augmenté la température maximale de moulage de ces absorbeurs de 480°F à 520°F.Selon la chimie des sels d'aminium, ceux-ci peuvent avoir des spectres d'absorption infrarouge allant de très larges à assez étroits.Les dithiolènes métalliques sont les plus stables thermiquement, mais présentent l'inconvénient d'être très coûteux.Certains ont des spectres d’absorption très étroits.S’ils ne sont pas synthétisés correctement, les dithiolènes métalliques peuvent dégager une odeur nauséabonde de soufre pendant le traitement.

Les propriétés des absorbeurs infrarouges, qui sont de la plus haute importance pour les mouleurs de polycarbonate, sont :

Stabilité thermique – un grand soin doit être apporté à la formulation et au traitement du polycarbonate contenant les absorbeurs infrarouges au sel d’aminium.La quantité d’absorbeur nécessaire pour bloquer la quantité souhaitée de rayonnement doit être calculée en tenant compte de l’épaisseur de la lentille.La température et la durée maximales d'exposition doivent être déterminées et soigneusement observées.Si l'absorbeur infrarouge reste dans la machine de moulage pendant une « pause-café prolongée », l'absorbeur brûlera et les premières pièces moulées après la pause seront rejetées.Certains absorbeurs infrarouges au sel d'aminé nouvellement développés ont permis d'augmenter la température maximale de moulage sûre de 480 °F à 520 °F, réduisant ainsi le nombre de pièces rejetées en raison du brûlage.

Absorptivité – est la mesure du pouvoir de blocage infrarouge de l’absorbeur par unité de poids, à une longueur d’onde spécifique.Plus la capacité d’absorption est élevée, plus le pouvoir de blocage est important.Il est important que le fournisseur d’absorbeur infrarouge ait une bonne cohérence d’absorption d’un lot à l’autre.Dans le cas contraire, vous reformulerez avec chaque lot d’absorbeur.

Transmission de la lumière visible (VLT) – Dans la plupart des applications, vous souhaitez minimiser la transmission de la lumière infrarouge, de 800 nm à 2 000 nm, et maximiser la transmission de la lumière visible de 450 nm à 800 nm.L’œil humain est le plus sensible à la lumière dans la plage comprise entre 490 nm et 560 nm.Malheureusement, tous les absorbeurs infrarouges disponibles absorbent une partie de la lumière visible ainsi que la lumière infrarouge et ajoutent une certaine couleur, généralement verte, à la pièce moulée.

Brume – Liée à la transmission de la lumière visible, la brume est une propriété essentielle des lunettes car elle peut réduire considérablement la visibilité.Le voile peut être causé par les impuretés présentes dans le colorant IR, qui ne se dissolvent pas dans le polycarbonate.Les nouveaux colorants IR à l'aminium sont produits de telle manière que ces impuretés sont complètement éliminées, éliminant ainsi le voile de cette source et améliorant par coïncidence la stabilité thermique.

Produits améliorés et qualité améliorée – Le choix correct des absorbeurs infrarouges permet au transformateur de plastique de proposer des produits avec des propriétés de performance améliorées et un niveau de qualité constamment élevé.

Comme les absorbeurs infrarouges sont beaucoup plus chers que les autres additifs plastiques ($/gramme au lieu de $/lb), il est très important que le formulateur prenne grand soin de formuler avec précision pour éviter le gaspillage et atteindre les performances requises.Il est tout aussi important que le transformateur développe soigneusement les conditions de transformation nécessaires pour éviter de produire des produits hors spécifications.Cela peut être une tâche difficile, mais elle peut donner lieu à des produits de qualité à haute valeur ajoutée.