ISO 489 塑膠 - 折射率的測定

國際標準化組織（ISO）發布的 ISO 489《塑膠－折射率的測定》標準描述了兩種用於測定塑膠折射率的測試方法：

• 方法A：這是一種折射法，利用折射儀測量模製件、鑄造或擠出片材或薄膜的折射率。它不僅適用於各向同性的透明、半透明、有色或不透明材料，也適用於各向異性材料。
• 方法B：這是一種浸沒法，用於在顯微鏡下測定粉末或顆粒狀透明材料的折射率（利用貝克線現象）。通常使用單色光以避免色散效應。

折射率是一項基本性質，可用於控制純度和成分、識別材料以及設計光學元件。折射率隨溫度的變化可以指示材料的相變點。

測試樣品的製備：

• 方法A：將樣品從試體切割成適合折射儀稜鏡固定半表面的尺寸。對於板狀樣品，厚度應在3毫米至5毫米之間。

為確保測量精度，與棱鏡接觸的試樣表面（測量面）必須光學平整且拋光良好。必須去除切割毛邊或附著在試樣上的任何污染物。目鏡視野中明暗兩半之間的分界線清晰筆直，顯示試樣與棱鏡接觸良好。試樣邊緣（垂直於第一面）必須光學平整且拋光良好。兩個拋光面必須沿著一條清晰的直線相交，不得有任何斜面或圓角。對於薄膜試樣，厚度必須為薄膜的實際厚度。

• 方法B：測試樣品由待測材料的顆粒組成，例如粉末、顆粒或碎片。顆粒尺寸應較小，且分佈均勻，以便在視野內同時觀察樣品及其周圍大致相等的區域。測試樣品的厚度應遠小於顯微鏡物鏡的工作距離。

對於片材或薄膜，需要五個樣品。對於粉末、顆粒和粒狀物，需要足夠數量的樣品進行五次測量。

除非相關材料規範另有規定，樣本在測試前應按照 ISO 291 標準，在溫度為 23 攝氏度 ± 2 攝氏度、相對濕度為 50% ± 5% 的條件下進行至少 88 小時的調濕處理。測試設備應設定在溫度為 23 攝氏度 ± 2 攝氏度、相對濕度為 50% ± 5% 的環境中。

簡而言之，ISO 489 標準屬於塑膠測試（ICS 83.080.01）類別，廣泛應用於材料科學、品質控制和塑膠製品製造。

折射率衡量的是光線從真空（或空氣）穿過某種材料時彎曲的程度。它定義為光在真空中的速度與光在材料中的速度之比。這一特性對塑膠非常重要，因為它有助於：

• 材料辨識：不同的聚合物具有特徵折射率（例如，聚碳酸酯 1,58-1,59，PMMA 約為 1,49）。
• 評估光學品質：這對於用於鏡頭、板材、薄膜或螢幕的透明塑膠來說非常重要。
• 檢測變化：識別成分、添加劑或加工條件的變化，這些變化會影響透明度或性能。
• 支援的應用領域：光學、包裝、汽車零件和醫療器材。

較高的折射率通常意味著更強的光線彎曲能力，這會間接影響透明度、顏色，甚至機械性能。

本標準規定了測定折射率的兩種基本測試方法：

• 方法A：折射法（首選且用途最廣泛）：使用折射儀直接測量全內反射臨界角。適用材料包括：
• 模製零件、鑄造或擠出的板材或薄膜。
• 各向同性（在所有方向上均勻）材料和各向異性（方向相關的）材料。
• 透明、半透明、彩色甚至不透明的塑膠。

樣品必須具有平整、拋光的表面，以便與折射儀棱鏡接觸。通常使用單色光（例如，589 nm 的鈉 D 線）以提高靈敏度。

• 方法 B：浸沒法（某些情況下的替代方案）：將樣品浸入已知折射率的液體中，直到折射率匹配（在顯微鏡下進行貝克線測試）使樣品邊緣的可見度降至最低。此方法適用於各向同性半透明或有色材質。但是，它不適用於不透明或各向異性材料。其精度與方法 A 相當，但需要更多操作。

兩種方法都建議在受控條件下（例如，溫度按照 ISO 291 標準），並報告結果至小數點後四位以確保準確性。

在工業領域，符合 ISO 489 標準可確保材料表徵的一致性。供應商（以及提供測試服務的實驗室）的數據表中均以此標準作為參考。例如，它對於驗證用於眼鏡、窗戶或電子顯示器的光學級塑膠至關重要。 ISO 489 標準在開發用於日常產品的可靠塑膠材料方面發揮低調但關鍵的作用。

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