138
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
тромагнитных волн происходит возбуждение электронных оболочек
молекул. Поглощение сопровождается переходом молекулы из со-
стояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией. Энер-
гия возбуждения электронной оболочки молекулы на несколько по-
рядков превосходит энергию возбуждения ее колебаний.
При взаимодействии полимерных молекул со световыми потока-
ми происходит поглощение фотонов, что провоцирует развитие фо-
тохимических превращений. Фото- и фотохимическая деструкция
полимеров протекает по механизму, близкому к хорошо изученному
радикальному механизму окисления углеводородов.
Спектр длин волн поглощения для полимеров лежит в диапазоне
значений около 300 нм [3]. У каждого конкретного полимера при
воздействии лазером будут свои характерные особенности и преобра-
зования. Так, в работе [4] приведены общие параметры для различ-
ных полимеров. В видимом диапазоне большинство полимеров име-
ют низкий коэффициент поглощения. В ближнем инфракрасном (ИК)
спектре (1 000…2 500 нм) коэффициент поглощения полимеров воз-
растает. Для многих полимеров при 1 667 нм наступает пик поглоще-
ния для ИК-области.
Под воздействием лазерного излучения определенной длины
волны и энергии в материале происходят локальные изменения
структуры и свойств, необходимые для последующей регистрации
изменения свойств облучаемого материала в области облучения.
Область воздействия выбирается как можно более малой, но вме-
сте с тем достаточной для ее обнаружения техническими средствами,
применяемыми для этого. В таких областях у материала под воздей-
ствием длины волн излучения, как правило, не относящейся к види-
мому свету, а также к общедоступным источникам излучения, изме-
няются оптические свойства (коэффициент пропускания). Обнару-
жить указанный эффект изменения свойств напрямую невозможно,
так как для этого необходимы некоторые дополнительные сведения.
Например, с помощью нанесения множества точек в определенном
порядке можно получить целое изображение или рисунок.
Рассмотрим зависимость коэффициента поглощения полиэтилена
от длины волны излучения, показанную на рисунке. Полиэтилен
имеет спектральную чувствительность в диапазоне значений 260…
…360
нм [4]. В этом диапазоне изменяется его оптическая плотность,
а на длине волны излучения менее 180 нм находится критический
порог для толщины пленки 10 мкм, т. е. коэффициент поглощения
достигает значения 1,0. Таким образом, можно утверждать, что
наиболее эффективным диапазоном значений длины волны для облу-
чения полиэтилена является УФ-область. Для подтверждения теории
необходимо проверить данные экспериментально.
По типу производства полиэтилен различают на получаемый при
высоком давлении (полиэтилен высокого давления — ПЭВД, ПВД
толщиной
δ
= 45…90 мкм) или при низкой плотности (ПЭНП, LDPE