Làm chủ kiểm soát nhiệt: IR Masterbatch là gì, hoạt động như thế nào và tại sao nó quan trọng

Chức năng của masterbatch IR dựa trên cách các chất phụ gia nhúng trong nó tương tác với các bước sóng khác nhau của bức xạ hồng ngoại. Ánh sáng hồng ngoại có thể được chia thành:

• Cận hồng ngoại (NIR): 700–2500 nm

• Hồng ngoại trung bình (MIR): 2500–25.000 nm

• Hồng ngoại xa (FIR): > 25.000 nm

Các chất phụ gia IR khác nhau được thiết kế để tác động đến các bước sóng này theo những cách cụ thể:

1. Hấp thụ bức xạ hồng ngoại

Các hỗn hợp hấp thụ IR chứa các sắc tố hoặc hợp chất thu bức xạ IR và chuyển đổi nó thành nhiệt.
Điều này đạt được thông qua:

• Chuyển đổi điện tử trong thuốc nhuộm hữu cơ

• Rung động mạng trong các hạt vô cơ

• Đỉnh hấp thụ chọn lọc điều chỉnh theo IR sóng dài

Cơ chế hoạt động:

• Tia hồng ngoại sóng ngắn từ ánh sáng mặt trời đi qua nhựa.

• Chất phụ gia IR hấp thụ tia IR sóng dài phát ra từ đất, bề mặt hoặc vật thể.

• Tia hồng ngoại được hấp thụ sẽ được phát lại với tốc độ chậm hơn, giúp giảm sự mất nhiệt.

Nguyên lý này giải thích tại sao màng nhà kính chứa chất hấp thụ tia hồng ngoại vẫn ấm hơn vào ban đêm.

2. Phản xạ bức xạ hồng ngoại

Masterbatch phản xạ IR sử dụng các hạt có phản xạ IR cao, thường dựa trên gốm, oxit kim loại hoặc sắc tố xà cừ.

Cơ chế hoạt động:

• Chất phụ gia có chiết suất không phù hợp với ma trận polyme.

• Thay vì hấp thụ tia IR, chúng phân tán hoặc phản xạ tia IR ra bên ngoài.

• Tia hồng ngoại phản xạ không thể xuyên qua bề mặt nhựa, giúp giảm sự tích tụ nhiệt.

Điều này đặc biệt có giá trị đối với nội thất ô tô, phim xây dựng và các sản phẩm ngoài trời, nơi nhựa tối màu trở nên quá nóng dưới ánh sáng mặt trời.

3. Truyền bức xạ hồng ngoại

Các mẻ trộn trong suốt IR (hoặc trong suốt NIR) được pha chế bằng cách sử dụng các sắc tố không phải đen cacbon hoặc thuốc nhuộm đặc biệt có màu tối nhưng không chặn được bước sóng hồng ngoại.

Cơ chế hoạt động:

• Các chất phụ gia hấp thụ ánh sáng khả kiến nhưng vẫn để lại bước sóng IR.

• Cảm biến, máy dò và hệ thống phân loại NIR có thể phát hiện nhựa.

• Tín hiệu IR (từ điều khiển từ xa, LiDAR, v.v.) đi qua vật liệu với độ suy giảm tối thiểu.

Điều này rất cần thiết đối với vỏ thiết bị điện tử, nhựa đen có thể phát hiện bằng NIR và các thành phần hệ thống quang học.