UltraViolet-lichtabsorbers zijn bij kunststofformulers al enige tijd bekend als een noodzakelijk additief om kunststoffen te beschermen tegen de schadelijke effecten van zonlicht op de lange termijn.Infraroodabsorbeerders zijn slechts bekend bij een kleine groep kunststofformeerders.Naarmate de laser echter steeds vaker wordt toegepast, wordt deze relatief onbekende groep additieven steeds vaker gebruikt.

Toen lasers eind jaren zestig en begin jaren zeventig steeds krachtiger werden, werd het duidelijk dat laseroperatoren beschermd moesten worden tegen het verblindende effect van infraroodstraling.Afhankelijk van het vermogen en de nabijheid van de laser tot het oog kan tijdelijke of permanente blindheid het gevolg zijn.Ongeveer tegelijkertijd, met de commercialisering van polycarbonaat, leerden vormgevers infraroodabsorbers te gebruiken in platen voor gelaatsschermen voor lassers.Deze innovatie bood een hoge slagsterkte, bescherming tegen infraroodstraling en lagere kosten dan de toen gebruikte glasplaten.

Als je alle infraroodstraling wilt blokkeren en je geen zorgen wilt maken over het doorzien van het apparaat, kun je carbon black gebruiken.Veel toepassingen vereisen echter de transmissie van zichtbaar licht en het blokkeren van infrarode golflengten.Sommige van deze toepassingen omvatten:

Militaire brillen – Krachtige lasers worden door het leger gebruikt voor afstandsbepaling en het waarnemen van wapens.Er is gemeld dat de Irakezen tijdens de oorlog tussen Iran en Irak in de jaren tachtig de krachtige laserafstandsmeter op hun tanks gebruikten als wapen om de vijand te verblinden.Er gaan geruchten dat een potentiële vijand een krachtige laser ontwikkelt die als wapen kan worden gebruikt en bedoeld is om vijandelijke troepen te verblinden.De Neodynium/YAG-laser zendt licht uit bij 1064 nanometer (nm) en wordt gebruikt voor afstandsbepaling.Dientengevolge dragen soldaten tegenwoordig een veiligheidsbril met een gegoten polycarbonaatlens waarin een of meer infraroodabsorbers zijn verwerkt, die intens absorberen bij 1064 nm, om hen te beschermen tegen incidentele blootstelling aan de Nd/YAG-laser.

Medische brillen – Zeker, het is belangrijk voor soldaten om een ​​goede transmissie van zichtbaar licht te hebben in een bril, die infraroodstraling blokkeert.Het is zelfs nog belangrijker dat medisch personeel dat lasers gebruikt een uitstekende transmissie van zichtbaar licht heeft, terwijl het beschermd wordt tegen incidentele blootstelling aan de lasers die zij gebruiken.De gekozen infraroodabsorber moet zo worden gecoördineerd dat deze licht absorbeert met de emissiegolflengte van de gebruikte laser.Naarmate het gebruik van lasers in de geneeskunde toeneemt, zal ook de behoefte aan bescherming tegen de schadelijke effecten van infraroodstraling toenemen.

Lasfrontplaten en -brillen – Zoals hierboven vermeld, is dit een van de oudste toepassingen van infraroodabsorbers.In het verleden werden de dikte en slagsterkte van de frontplaat gespecificeerd door een industriestandaard.Deze specificatie werd in de eerste plaats gekozen omdat de destijds gebruikte infraroodabsorbers zouden afbranden als ze bij een hogere temperatuur werden verwerkt.Met de komst van infraroodabsorbers met grotere thermische stabiliteit werd de specificatie vorig jaar gewijzigd om brillen van elke dikte mogelijk te maken.

Werknemers van elektriciteitsbedrijven gelaatsschermen – Werknemers van elektriciteitsbedrijven kunnen worden blootgesteld aan intense infraroodstraling als er vonken ontstaan ​​in de elektriciteitskabels.Deze straling kan verblindend zijn en in sommige gevallen fataal.Gelaatsschermen met infraroodabsorbers hebben geholpen de tragische gevolgen van sommige van deze ongevallen te verminderen.Vroeger moesten deze gelaatsschermen gemaakt zijn van celluloseacetaatpropionaat, omdat de infraroodabsorber zou afbranden als polycarbonaat zou worden gebruikt.Onlangs zijn, als gevolg van de komst van thermisch stabielere infraroodabsorbers, gelaatsschermen van polycarbonaat geïntroduceerd, waardoor deze werknemers de benodigde hogere impactbescherming krijgen.

Hoogwaardige skibril – Zonlicht dat wordt weerkaatst door sneeuw en ijs kan een verblindend effect hebben op skiërs.Naast kleurstoffen om de bril te kleuren en absorbers voor ultraviolet licht om te beschermen tegen UVA- en UVB-straling, voegen sommige fabrikanten nu infraroodabsorbers toe om te beschermen tegen de schadelijke effecten van infraroodstraling.

Er zijn nog veel meer interessante toepassingen waarbij gebruik wordt gemaakt van de bijzondere eigenschappen van infraroodabsorbers.Deze omvatten laser-geablateerde lithografische drukplaten, laserlassen van plastic folie, optische sluiters en beveiligingsinkten.

De drie belangrijkste groepen chemicaliën die als infraroodabsorbeerders worden gebruikt, zijn de cyaninen, aminiumzouten en de metaaldithiolenen.De cyanines zijn vrij kleine moleculen en hebben daarom niet de thermische stabiliteit om in gegoten polycarbonaat te worden gebruikt.De aminiumzouten zijn grotere moleculen en zijn thermisch stabieler dan de cyaninen.Nieuwe ontwikkelingen in deze chemie hebben de maximale vormtemperatuur van deze absorbers verhoogd van 480oF naar 520oF.Afhankelijk van de chemie van de aminozouten kunnen deze infraroodabsorptiespectra hebben, die variëren van zeer breed tot tamelijk smal.De metaaldithiolenen zijn thermisch het meest stabiel, maar hebben het nadeel dat ze erg duur zijn.Sommige hebben absorptiespectra, die erg smal zijn.Als de metaaldithiolenen niet op de juiste manier worden gesynthetiseerd, kunnen ze tijdens de verwerking een vieze zwavelgeur afgeven.

De eigenschappen van infraroodabsorbers, die van het grootste belang zijn voor polycarbonaatvormers, zijn:

Thermische stabiliteit – er moet grote zorg worden besteed aan het formuleren en verwerken van polycarbonaat dat de infraroodabsorbeerders van aminozout bevat.De hoeveelheid absorber die nodig is om de gewenste hoeveelheid straling te blokkeren, moet worden berekend met inachtneming van de dikte van de lens.De maximale blootstellingstemperatuur en -tijd moeten worden bepaald en zorgvuldig worden nageleefd.Als de infraroodabsorber tijdens een “lange koffiepauze” in de vormmachine blijft, zal de absorber afbranden en zullen de eerste paar stukken die na de pauze zijn gevormd, worden afgekeurd.Sommige nieuw ontwikkelde infraroodabsorbers met aminiumzout hebben het mogelijk gemaakt dat de maximale veilige vormtemperatuur werd verhoogd van 480oF naar 520oF, waardoor het aantal afgekeurde onderdelen als gevolg van afbranden werd verminderd.

Absorptievermogen – is de maatstaf voor het infraroodblokkeervermogen van de absorber per gewichtseenheid, bij een specifieke golflengte.Hoe hoger het absorptievermogen, hoe meer blokkeervermogen.Het is belangrijk dat de leverancier van infraroodabsorbers een goede batch-tot-batch consistentie van absorptievermogen heeft.Als dat niet het geval is, zult u met elke batch absorber opnieuw formuleren.

Zichtbare lichttransmissie (VLT) – In de meeste toepassingen wilt u de transmissie van infrarood licht minimaliseren, van 800 nm tot 2000 nm, en de transmissie van zichtbaar licht maximaliseren van 450 nm tot 800 nm.Het menselijk oog is het meest gevoelig voor licht in het gebied van 490 nm tot 560 nm.Helaas absorberen alle beschikbare infraroodabsorbers zowel zichtbaar licht als infrarood licht, en voegen ze wat kleur toe, meestal groen, aan het gegoten onderdeel.

Waas – Gerelateerd aan de transmissie van zichtbaar licht is waas een cruciale eigenschap in brillen, omdat het de zichtbaarheid dramatisch kan verminderen.Waas kan worden veroorzaakt door onzuiverheden in de IR-kleurstof, die niet oplossen in polycarbonaat.De nieuwere aminium IR-kleurstoffen worden op een zodanige manier geproduceerd dat deze onzuiverheden volledig worden verwijderd, waardoor waas uit deze bron wordt geëlimineerd en tegelijkertijd de thermische stabiliteit wordt verbeterd.

Verbeterde producten en verbeterde kwaliteit – Door de juiste keuze van infraroodabsorbers kan de kunststofverwerker producten aanbieden met verbeterde prestatie-eigenschappen en met een constant hoog kwaliteitsniveau.

Omdat infraroodabsorbers veel duurder zijn dan andere plastic additieven ($/gram in plaats van $/lb), is het erg belangrijk dat de samensteller grote zorg besteedt aan het nauwkeurig formuleren om verspilling te voorkomen en om de benodigde prestaties te bereiken.Het is net zo belangrijk dat de verwerker zorgvuldig de noodzakelijke verwerkingsomstandigheden ontwikkelt om te voorkomen dat producten buiten de specificaties worden geproduceerd.Het kan een uitdagende taak zijn, maar kan resulteren in kwaliteitsproducten met een hoge toegevoegde waarde.