红外线辐射在聚乙烯产品中的应用技术 红外线辐射能够以相当大的深度穿过聚乙烯(和其它聚合物),同时被逐步地吸收在材料中。被吸收的能量被转化为热量,提高了聚合物的温度。因为与材料的整个体积有关,所以热传递的发生速度要比传统导热技术所能获得的速度要快得多。这对于厚壁产品是尤为重要的,因为聚合物是众人皆知的**导体。
然而必须注意,在聚合物中局部生成的热量不够均匀。首先,因为辐射被逐步地吸收,所以当发生穿透时辐射会在强度上降低。其次,局部吸收速度取决于辐射本身的波长。长波长在聚合物中被迅速吸收,所以穿透深度小。与之相反,短波长可以在相当大的强度下深透到聚合物之中。为了获得彻底的加热效果,具有短波长的辐射源是优选的。
除了吸收率不同以外,红外辐射工业源不会在某一特定波长下放射。它们的放射频谱覆盖整个波长范围,而强度不同。图1显示的是当选择较高光源温度时频谱是如何地变得更窄。*大能量带向更短的波长区域移动,并集中于较窄的范围里。图中没有显示出放射强度的**程度随着红外辐射体(也就是灯丝)的温度而快速加大。因而,低温辐射体(长波长)在尺寸上必须比高温辐射体(短波长)大得多,以获得相等的整体辐射能量。
聚合物自身有着4mm至7mm的波长下的吸收波段。即使当为了*佳地穿透进聚合物中而在短波长下设定红外光源温度时,也会总是有小部分辐射在表面上被直接吸收。这在图2中表现出来:在试验中,管试样被放置于红外线炉中,由内装的热电偶可观察到温度的上升。外表面温度的升高比试管的内部温度的升高快得多。必须考虑到热电偶自身的吸收效果。只要断开光源,热电偶读数就会骤降20℃左右,然后调整至聚合物温度。
很明显,表面的过度受热会导致聚合物分解。一种对付这种作用的有名措施是在产品表面创造惰性气氛(氮气层)。为了排出多余热量,也有可能在表面上吹凉风。