Transparenz von Kunststoffen: Warum sind rein amorphe Kunststoffe transparent?

Rein amorphe Kunststoffe sind transparent, weil sie optisch ähnlich wie sind. Das Licht wird nur einmal bei Eintritt und einmal bei Austritt aus dem Material gebrochen. Im Gegensatz dazu werden bei mikrokristallinen Kunststoffen · bei denen die Kristalle optisch anisotrop sind und in verschiedene Richtungen unterschiedliches optisches Verhalten zeigen · das Licht an der Grenzfläche der einzelnen Kristallite gebrochen. Die ungeordneten amorphen Gebiete zwischen den Kristallen haben eine andere optische Dichte, mittels welchem das Licht vielfach gebrochen wird und das Material undurchsichtig oder opak wird.

Amorphe Kunststoffe haben eine amorphe Struktur, das heißt, ihre Moleküle liegen ungeordnet vor. Sie haben keine Kristallstruktur, in der die Moleküle in regelmäßigen Mustern angeordnet sind. Dadurch sind sie optisch gleichförmig und transparent. Beispiele für solche Kunststoffe sind Polymethylmethacrylat (PMMA), ebenfalls bekannt als Plexiglas und Polycarbonat.

Bei mikrokristallinen Kunststoffen hingegen sind einzelne Kristallite in unterschiedlichen Richtungen orientiert und zeigen unterschiedliches optisches Verhalten. Die optische Anisotropie entsteht durch die unterschiedliche Ausrichtung der Moleküle innerhalb der Kristalle. Zusätzlich haben die amorphen Gebiete zwischen den Kristallen eine andere optische Dichte. Das einfallende Licht wird an den Grenzflächen der Kristallite gebrochen und durch die vielfache Brechung wird das Material undurchsichtig.

Es gibt jedoch Möglichkeiten amorphe Kunststoffe in teilkristalline Kunststoffe zu überführen. Zum Beispiel können einige durchsichtige Kunststoffe durch Strecken kristallartige Regionen bilden und weiße Schlieren im Material hinterlassen. Durch das gezielte Einbringen von Kristallstrukturen kann die Lichtbrechung verstärkt werden und das Material wird undurchsichtig.

Insgesamt hängt die Transparenz von Kunststoffen also von ihrer molekularen Struktur ab. Rein amorphe Kunststoffe sind aufgrund ihrer optischen Gleichförmigkeit transparent, während mikrokristalline Kunststoffe durch die unterschiedliche Ausrichtung der Kristallite und die Brechung des Lichts undurchsichtig werden.