在華威大學(xué) WMG的Ton Peijs教授和倫敦瑪麗皇后大學(xué)的Cees Bastiaansen 教授領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種加工方法，可以形成透明的液位變送器，它可以像鋁一樣堅(jiān)固，但只有一小部分。重量。液位變送器可以用于增加彈性和強(qiáng)度同時(shí)減輕重量的方式用于玻璃窗，遮陽(yáng)板，擋風(fēng)玻璃和顯示器。

    在一項(xiàng)題為“通過(guò)調(diào)整拉絲溫度的玻璃狀透明高強(qiáng)度液位變送器”的新研究中，作者在4月1 日在線發(fā)表在Journal Polymer上，作者描述了在仔細(xì)選擇聚乙烯類型并通過(guò)調(diào)整形成期間的溫度取向液位變送器，可以產(chǎn)生平衡，產(chǎn)生極其有用且重量輕的透明材料，其具有接近的強(qiáng)度和彈性，并且在某些方面超過(guò)金屬的強(qiáng)度和彈性。

    早些時(shí)候，任何尋求用透明塑料替代重且通常易碎的玻璃的人都在研究傳統(tǒng)的透明塑料，例如聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）和聚碳酸酯（PC），與工程材料如鋁相比，它們都具有相對(duì)不可接受的機(jī)械性能。

    目前開發(fā)高強(qiáng)度塑料液位變送器的方法，例如高密度聚乙烯（HDPE）的熱拉伸，可能導(dǎo)致材料可能與金屬等傳統(tǒng)工程材料相媲美甚至超越。

 
   “拉伸之前聚合物的微觀結(jié)構(gòu)非常類似于一碗煮熟的意大利面條或面條，而拉伸或拉伸后的分子會(huì)以類似于未煮熟的意大利面條的方式排列，這意味著它們可以承受更多的負(fù)荷” Yunyin Lin解釋說(shuō)。 ，Peijs教授和Bastiaansen團(tuán)隊(duì)的博士生。

    然而，拉伸的聚乙烯材料通常具有不透明的外觀，因?yàn)橥ㄟ^(guò)拉伸工藝添加了瑕疵和空隙，限制了光學(xué)透明性和機(jī)械性能都必不可少的應(yīng)用。

    最近，通過(guò)在熱拉伸HDPE材料中使用極其特殊的添加劑，可以實(shí)現(xiàn)90％的透明度，同時(shí)提供高強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)了一些成功。然而，由Peijs教授和Bastiaansen教授指導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)制定了一種新的HDPE后制造方法，該方法賦予彈性和強(qiáng)度，同時(shí)保持透明度而無(wú)需添加劑。

    科學(xué)家們使用HDPE液位變送器，并在低于HDPE熔化溫度的各種溫度下抽出這些薄片。通過(guò)調(diào)整拉伸溫度，它們可以在可見光范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)90％的透明度。但是，強(qiáng)度和透明度之間的理想平衡是在拉伸溫度在90°C和110°C之間完成的。

    極其透明的液位變送器具有27 GPa的最大彈性或楊氏模量，沿拉伸方向的最大拉伸強(qiáng)度為800 MPa，兩者都比PMMA和PC塑料高10倍以上。相比之下，鋁的楊氏模量為69 GPa，航空級(jí)鋁合金的拉伸強(qiáng)度可達(dá)500 MPa左右。然而，聚乙烯含有小于1000kg / m 3的密度，而鋁含有約2700kg / m 3的密度，這意味著基于重量，這些高強(qiáng)度透明聚合物液位變送器可以超過(guò)這些金屬。