透红外线PC，PMMA，ABS材料等特种光学塑料的应用技术解析

【1】红外线穿透高分子材料的定义

透红外PC,PMMA等塑胶原料-25KG/BAG

红外线穿透高分子材料，即红外穿透塑料，它们是一类能穿透各种红外工作波长的特殊光学塑料，中心工作波长的透过率和其它闲杂波长的阻隔率是衡量一支红外材料的首要核心技术指标，透过率一般需85%或以上，阻隔率需99%或以上，红外穿透塑料的常用颜色有黑色，白色，透明。

红外穿透塑料可按透过波长进行技术分类，有近红外线穿透塑料（波长范围在780~1600nm），中红外线穿透塑料（波长范围在2000~5000nm），远红外线穿透塑料（波长范围在5000~14000nm）。

目前，红外穿透塑料保有利用率，的要属近红外线穿透塑料，由于中红外和远红外穿透塑料仍受各方面的技术限制，暂且无法取缔玻璃材质，但在非苛刻条件下，仍存在小批量的技术试用。以下我们着重讲解透近红外塑料知识：

近红外穿透塑料可按聚合物的种类进行细分：红外穿透PC(聚碳酸酯)，红外穿透PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，红外穿透ABS(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯-丙烯腈)，存在形态有颗粒状，板材（片材）状，薄膜状三种。殊不知无论什么形态的近红外穿透塑料，我们选材应首先考虑是否满足电子产品的红外LED所发射的中心工作波长，并剔除多余闲杂波长，而近红外LED发射波长大量采用的主要有808nm,850nm,905nm,940nm,1064nm,1550nm等。

透红外PC,PMMA塑胶原料的透过率图谱汇总

【2】研发、制造、测试

R&D

2.1.选择性透光的研发核心技术：透红外PC塑料、透红外PMMA塑料、透红外ABS塑料等的研发制造是工程师通过聚合物支链改性和添加剂配方，实现了对紫外线、可见光、闲杂波长的有效遮蔽（因此赋予了材料的极高黑亮外观）与特定红外波长的高效透过，同时又能保持PC、PMMA、ABS等塑料的原有基础性能。

2.2.波段研发定制技术：支持600~1600nm范围内的任意子波段（如：600~1600nm、650~1600nm、680~1600nm、700~1600nm、750~1600nm、800~1600nm、850~1600nm、905~1600nm、940~1600nm等）的透射定制需求，以适配工程师设计的红外LED（传感器或摄像头）。

2.3.技术分类的依据性：按所需的红外LED中心工作波长（如：808nm、850nm、905nm、940nm、1064nm、1550nm等）及截止波段的不同进行分类。

透红外PC材料透过率图谱

透红外线PMMA（亚克力）材料透过率图谱

研发、制造、检测（标准常有国标GB，美标ASTM，欧标ISO），关联设备：化学反应釜，密炼机，超高速混合机，双螺杆挤出机，傅里叶红外光谱仪，，拉伸仪，硬度计，缺口冲击仪，比重仪，红外线水分仪，MFR熔融指数测试仪，UL-94燃烧测试仪等。

【3】近红外线穿透塑料的应用领域

透红外PC,PMMA塑胶原料及成型制品

3.1.智能辅助驾驶与汽车工业领域：

ADAS系统：激光雷达（LiDAR）、摄像头等

照明与传感：前灯罩、红外夜视仪组件，确保复杂环境下的光学稳定性。

3.2.电子与安防领域：

安防监控：红外摄像头滤光片、智能门锁传感窗口、实现隐蔽式红外补光等。

消费电子：扫地机器人、智能家居、传感器、遥控器、外壳等。

3.3.光学与医疗领域

光学透镜：红外镜头、医疗内窥镜，兼顾透光率与耐灭菌性。

医疗器械：手术器械外壳、消毒容器，利用其耐化学腐蚀性与生物相容性。

3.4.航空航天与军工领域

仪表防护：飞行器红外探测窗口、宇航员面罩，需极端环境可靠性。

军用设备：夜视仪、红外瞄准镜，适应复杂战场条件。

【4】近红外线穿透塑料的注塑模具核心加工技术

4.1.光学精度Rt﹤0.5um（精度大小会影响光线的传播路径）。

4.2.模具表面粗糙度Ra﹤0.01um（粗糙度大小会影响反射及漫反射）。

4.3.模具钢材使用寿命﹥38万次（钢材质量好差会影响一切光学效果）。

4.4.其它有关流道的流长比，拔模角度，厚度，主流道的长短皆按实际需要设计。

【5】红外线穿透塑料的注塑机及螺杆参数技术

注塑机宜选择小吨位精密型，基于成型稳定性考虑，电动式要胜过油压式注塑机，其次是注塑机的发热和冷却控制系统必须精准而稳定。另外，螺杆表面和炮筒内壁须电镀加硬处理，须光滑耐磨，螺杆与炮筒间隙不可太大，避免后续产生不必要的黑色焦物或黑点等，异物会严重影响光学品质！ 鄙人根据自己熟悉的三种红外线穿透塑料规格总结出参考建议：

透红外PC材料 NIR-PC-C92系列：单模，注射量不应大于注塑机总容积量的80%，否则形成红外线穿透塑料制品不饱满，收缩，重影，彩虹纹等，会影响光学传播性能。宜选择：单头，带止逆环，等螺距、渐变螺纹、压缩型螺杆，长径比L/D=15-20为最佳，压缩比在2-3之间即可，螺杆压缩段不宜过短，建议占比在40-50%。

透红外PMMA材料 NIR-PMMA-M95系列：其它类似于PC，但螺杆压缩段占比不可低于50%。

透红外ABS材料 NIR-ABS-A90系列 ：其它类似于PC和PMMA，但螺杆压缩段长度占比仅20-30%即可。

【6】红外线穿透塑料的注塑成型工艺技术

建议采用半自动化或全自动化生产模式，尽量控制注塑成型周期一致，避免采用多段多速多压模式成型（不利于光学塑料零件的精密稳定度及一致性）！另外，电动式要比油压式注塑机控制得更精准。其次，最为关键的一环就是开机前的卫生清洁工作，烘干料桶里外务必清理干净且无任何杂污，注塑机的螺杆和炮筒务必使用同质透明原材料进行彻底冲洗，直至射出熔体为高度透明。建议：定材料、定机台、定模具、定工艺的生产模式。