Poliolefin bazındaki polimerlerin optik özellikleri

Abstract

Polimer malzemelerin hafif, ucuz ve kolay işlenebilir olması onların cam, metal gibi diğer malzemelerin yerini alması, uygulamada birçok özelliklerinin araştırılmasını gerektirmektedir. Polimer kullanımındaki en önemli konulardan biri onların henüz tam olarak anlaşılamayan makroskopik optik özellikleridir. Bu çalışmada polipropilen (PP) ve alçak yoğunluklu polietilen (AYPE) bazındaki polimer kompozitlerin geçirgenlik/soğurma özellikleri araştırılmıştır. Alçak yoğunluklu polietilen temeli, kalınlıkları 52-150 um arasında değişen AYPE / PP elyaf (%10 - %50 PP elyaf), AYPE/elmas (%0,3-%l,5 elmas), polipropilen temelli kalınlıkları 30-225 um arasında değişen PP/%20 AYPE polimer kompozitlerin ve kalınlıkları sırasıyla 32-270 um ve 28-318 um arasında değişen saf AYPE ve PP örneklerinin 200-2100 nm dalga boyu aralığında spektrumları incelenerek UV-görünür bölgedeki optik soğurma spektrumları yardımıyla bulunan optik enerji aralığı (Ed, Ej, AE) ve geçirgenlik değerleri (xuv, te, xv) liste halinde verilmiştir. Polimerlerin yapısı ve sınıflandırılması hakkında bilgiler verilerek iletken ve yalıtkan malzemelerin bant modellerinden kısaca söz edilerek optik bant aralığını elde etmede yararlandığımız kristal ve amorf yarı iletkenlerin bant yapısı ve Davis-Mott modeli açıklanmıştır. Madde-ışık etkileşimi ve malzemelerin karakteristik parametrelerinden ışık geçirgenlik katsayısı (xv), direk solar geçirgenlik katsayısı (xe) ve UV geçirgenlik katsayısı xuv hesaplama yöntemleri verilmiştir. Değişik kalınlıklarda hazırlanan 28 ayrı örnekte yapılan ölçümlerde AYPE/ PP elyaf için en düşük E, değerleri %20PP elyaf katkılı örnekte gözlenmiştir. Farklı kalınlıklı PP/%20 AYPE örneklerinde Ej değerleri değişmemekte xuv değerleri, PP örneklerinde olduğu gibi kalınlık arttıkça, AYPE/elmas örneklerinde ise xuv değerleri katkıların yüzdeleri arttıkça azalmaktadır. Sonuç olarak hem direk hem indirek geçiş mekanizmalarının varlığı söz konusudur. Polimer- polimer kompozitleri oluşturan organik katkılar mevcut yapıyı değiştirmeden doldurucu rol oynarlar, inorganik katkılar ise aşırı molekül oluşumunda önemli değişikliklere neden olarak yapıyı değiştirirler. Anahtar Kelimeler: Polimer kompozit, optik özellikler, geçirgenlik, soğurma, optik enerji aralığı.