摘要:在医疗领域,材料的透光率至关重要,例如在医用光学设备、诊断仪器以及药品包装等方面,良好的透光性能确保医护人员清晰观察内部情况、保证检测结果的准确性。医用级 COC(环烯烃共聚物)在透光率方面表现卓越,显著优于玻璃和普通塑料,这主要归因于其独特的分子结构和材料特
医用级 COC 透光率优于玻璃和普通塑料的原因
在医疗领域,材料的透光率至关重要,例如在医用光学设备、诊断仪器以及药品包装等方面,良好的透光性能确保医护人员清晰观察内部情况、保证检测结果的准确性。医用级 COC(环烯烃共聚物)在透光率方面表现卓越,显著优于玻璃和普通塑料,这主要归因于其独特的分子结构和材料特性。
分子结构层面优势
无发色基团与低吸收
医用级 COC 在结构上不存在发色基团。发色基团通常会吸收特定波长的光,从而降低材料的透光率。玻璃主要成分是二氧化硅等无机化合物,生产过程中若混入如三氧化二铁等杂质,会引入发色基团,增加光吸收,降低透光率。普通塑料如聚氯乙烯(PVC),分子结构中可能含有共轭双键等潜在发色结构,影响其透光性能。而 COC 分子结构避免了此类情况,对于能激发量子吸收的光源呈现出绝佳的透明性,在可见光范围内,光线透过率表现优异。
规整结构减少散射
COC 分子主链由乙烯和降冰片烯通过茂金属催化剂共聚而成,其分子排列相对规整,分子间作用力较为均匀。相比之下,普通塑料分子链结构复杂多样,有的存在大量支链或不规则交联,光线在其中传播时,易因分子结构的不规整而发生散射。例如,低密度聚乙烯(LDPE)分子链含有较多短支链,光线通过时散射严重,降低了整体透光率。玻璃虽为非晶态结构,但内部微观上存在一定的原子密度起伏,也会导致光散射。COC 规整的分子结构有效减少了这种光散射现象,使得光线能够更顺畅地透过,保证了高透光率。
材料特性方面优势
低双折射保证光线同向性
双折射是指光线进入材料后分裂为两条折射光线的现象,这会导致光线传播方向不一致,降低成像清晰度和透光率。医用级 COC 具有极低的双折射率,其复折射率小于 20nm 。这是因为 COC 中乙烯和降冰片烯分别具有横向和纵向拉伸分子的力量,在分子构成中较好地平衡,相互抵消了拉伸力,几乎不会发生双折射。普通塑料如聚碳酸酯(PC),虽然整体透光率较高,但双折射现象相对明显,在一些对光学性能要求极高的医用场景中,会影响观察和检测的准确性。玻璃在特定条件下,如受到应力作用时,也会产生双折射,影响其透光质量,而 COC 在这方面表现更为稳定。
低吸湿性维持光学性能稳定
水分对材料透光率有显著影响,普通塑料如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),虽本身透光性良好,但有一定吸湿性,吸水后会导致材料内部折射率不均匀,产生内应力,进而降低透光率并可能出现雾度。玻璃虽一般不吸水,但在高湿度环境下,表面可能吸附水分形成水膜,影响光线透过。医用级 COC 是所有塑料中吸水率最低的聚合物之一,吸水率通常小于 0.01% 。其极低的吸湿性使得在不同湿度环境下,都能保持稳定的折射率和光学性能,始终维持高透光率,确保在复杂的医疗使用环境中,相关器械和包装的透光性能不受影响。
来源:老李的科学讲堂