Исследователи разработали технологию производства прозрачных и легких полиэтиленовых пленок, которые по показателям прочности и упругости близки к алюминию. Их можно использовать для замены или укрепления различных видов стекла.
Ранее прозрачный полиэтилен обладал неудовлетворительными механическими характеристиками, а прочные варианты не обладали необходимыми оптическими свойствами. Однако ученые из Уорикского университета и Лондонского университета Королевы Марии совместно разработали новую технологию постобработки пленки, которая делает ее прочной, эластичной и прозрачной без применения добавок.
Для этого исследователи взяли листы полиэтилена высокой плотности (HDPE) и растянули их при высокой температуре, но недостаточной для плавления материала. Эффект достигается за счет того при растягивании пленки в таких условиях, уменьшается количество дефектов, что снижает показатель рассеивания, следовательно, улучшает прозрачность. Они определили, что лучшее соотношение качеств обеспечивает вытяжка при температуре от 90 °C до 110 °C.
Максимальная продольная упругость изготовленных таким образом высокопрозрачных пленок составляет 27 ГПа, а предел прочности на растяжение 800 МПа (вдоль направления вытягивания), что в 10 раз выше, чем у поликарбоната и полиметилметакрилата. Для сравнения, продольная упругость алюминия равна 70 ГПа, а аэрокосмический сплав на его основе обладает предельной прочностью 500 МПа. При этом плотность полиэтилена почти втрое меньше, поэтому при пересчете на единицу массы, он превосходит подобные металлы.
Исследователи ожидают, что легкие и доступные прозрачные пленки будут использоваться в ламинированных композитах, вместо или для усиления стекол автомобилей, зданий, витрин и так далее.
Ранее мы также сообщали о том, что ученые разработали эффективные полностью прозрачные фотоэлементы.
текст: Илья Бауэр, фото: mir-polimer