薄膜的光學性能在軟包裝和農業生產等應用中尤為重要,通常可表征為霧度,透明度與光澤度。
霧度(haze):是指當入射光通過樣品時,偏離入射光 2.5°角以上的透射光強占總透射光強的百分比。薄膜的霧度值越高,則透過薄膜近觀圖像越模糊。霧度又可分為內部霧度與外部霧度,內部霧度通常與薄膜的結晶度有關,結晶度越高,則霧度越高。外部霧度通常是由于薄膜擠出時的表面缺陷被凍結造成,樹脂的拉伸粘度越高,越容易形成表面缺陷,同時內部的晶體生長太大以至于突出表面也會造成較高的外部霧度。
舉例說明:在單層薄膜結構中,由于HDPE的結晶度很高,通常增加HDPE的含量會帶來較高的霧度值。
透明度 (clarity): 是指當入射光通過樣品時,散射角小于0.1°的透射光強占入射光強的百分比。薄膜的透明度越高,透過薄膜遠觀圖像越清晰。透明度與薄膜的結晶度以及表面平整度都有關系,結晶度越低,無定形區越多,表面越平整,則通常透明度也越高。 光澤度(gloss): 衡量的是表面對光的反射能力,在測量時,入射光通常有45°或60°兩個入射角方向。
影響薄膜光學性能的主要因素: 薄膜的加工工藝 薄膜的成型工藝影響光學性能,例如吹膜法和流延法相比,因為流延的冷卻快,效率高,從而晶體顆粒小,光學性能更好一些;同樣是吹膜法,下吹水冷式薄膜光學性能優于上吹風冷式薄膜。 同樣,通用的吹膜法或流延薄膜,在使用MDO(縱向拉伸)后,光學性能也大大改善。
冷卻效率 冷卻方式和冷卻效率也會影響薄膜光學性能,例如采用采用IBC內冷的吹膜法,因膜泡管內表面晶體來不及生長,內部霧度越低。 聚乙烯樹脂參數 樹脂的密度越低,其結晶度越低,內部霧度越低;如果熔指越低,如果用于表層,則較高的拉伸粘度會導致較高的擠出霧度。
添加劑 一些無機添加劑例如開口劑對光學性能有較明顯的負面影響,尤其在含量較高時。 溫度 提高加工溫度以及口模溫度,有助于改善擠出霧度,但同時,如果溫度過高會造成冷卻困難,霜凍線升高,從而延長晶體生長時間而增加內部霧度。
配方設計 有很多方法可以提高薄膜的光學性能,比如在線性低密度聚乙烯或茂金屬聚乙烯中加入少量的LDPE,在三層薄膜結構中可以調節層間密度,等等。