📄Работа №70759

Тема: ЛАЗЕРНАЯ МАРКИРОВКА ПРОЗРАЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ С НАНОЧАСТИЦАМИ: ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И ВОЗМОЖНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ

📝
Тип работы Бакалаврская работа
📚
Предмет электротехника
📄
Объем: 52 листов
📅
Год: 2020
👁️
Просмотров: 224
4280 руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание 📖 Введение ✅ Заключение 📕 Литература 🔍 Похожие 🛒 Купить

📋 Содержание

ВВЕДЕНИЕ 9
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11
1.1. Краткая характеристика полиэтилентерефталата 11
1.1.1. Применение полиэтилентерефталата 11
1.1.2. Преимущественные особенности ПЭТ 11
1.2. Проблема утилизации ПЭТ 12
1.2.1. Восприятие ПЭТ покупателями 12
1.2.2. Объемы ПЭТ-отходов 13
1.2.3. Вторичное использование и подготовка ПЭТ-отходов к переработке . 14
1.2.4. Возможное решение одной из проблем переработки 15
1.3. Этикетирование 15
1.3.1. Традиционные методы нанесения информации 15
1.3.2. Лазерные технологии и их особенности 17
1.3.2.1. Решение вопроса этикетки 17
1.3.2.2. Преимущества лазерной маркировки 17
1.3.2.3. Используемые лазерные системы. Особенности взаимодействия
полимера с излучением 19
1.3.2.4. Недостатки лазерной маркировки 20
1.3.2.5. Использование светопоглощающих добавок 21
1.4. Особенности структурной модификации ПЭТ в результате нагрева 26
1.4.1. Пять основных механизмов маркировки 26
1.4.1.1. Ценообразование и микротрещины 27
1.4.1.2. Изменение цвета 28
1.4.1.3. Обесцвечивание 28
1.4.1.4. Гравировка 29
1.4.1.5. Абляция 29
1.4.2. Образование пор вокруг светопоглощающих центров 31
ГЛАВА 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ЛАЗЕРНОЙ МОДИФИКАЦИИ
КОМПОЗИТОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ НАНОЧАСТИЦАМИ НА ОСНОВЕ ПЭТ И РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК 32
2.1. Материалы и методы 32
2.1.1. Объект исследования 32
2.1.2. Оборудование и методы исследования 32
2.2. Результаты и обсуждение 33
2.2.1. Изменение оптических характеристик 33
2.2.2. Механизмы формирования центров рассеяния света 38
2.2.3. Характеризация оптических свойств 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

📖 Введение

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) является одним из самых популярных материалов, который применяется для упаковки продуктов питания, различных напитков, бытовой химии и другой продукции. Ежедневно выбрасываются тонны упаковки, которые скапливаются на свалках, в океане, и только в лучшем случае попадают на перерабатывающие предприятия. Проблема переработки пластиковой упаковки - одна из самых актуальных на сегодняшний день.
Масштабное использование пластиковой упаковки обуславливается экономическим превосходством ПЭТ над другими материалами благодаря ряду преимуществ, если речь идет о производственных масштабах.
Таким образом, из вышесказанного следует, что отказ от ПЭТ-тары практически невозможен. Поэтому в данной работе описаны композиты на основе ПЭТ, внедрение которых в технологический процесс сделает производство экологически и экономически более выгодным.
Для технологий вторичной переработки любых материалов предпочтение отдается одноосновным материалам, что позволяет исключить или минимизировать этап сортировки. В настоящий момент большинство информации наносится не на изделие, а с помощью этикеток, что не целесообразно с точки зрения экологии и экономии. Предлагаемые в данной работе композиты, позволят исключить из производства процесс этикетирования, и тем самым упростят изготовление изделий и их обработку. С помощью композитных полимерных матриц становится возможным формирование изображения непосредственно в полимере без использования этикеток.
В настоящей работе представлена методика записи контрастных изображений под действием излучения волоконного лазера с длиной волны 1,07 мкм, для которой ПЭТ почти прозрачен, что позволяет добиться необходимого результата путем воздействия излучения не на полимерную матрицу, а на добавляемые в композит частицы.
Цели и задачи работы
Целью данной работы является исследование и описание механизмов лазерной маркировки полиэтилентерефталата с наночастицами нитрида титана.
Для достижения этой цели планируется решить следующие задачи:
— проведение лазерной модификации ПЭТ с красителем и наночастицами TiN;
— измерение спектральных характеристик образцов и вычисление их показателя преломления и экстинкции;
— определение оптических характеристик центров светорассеяния;
— исследование структурных особенностей областей лазерной обработки;
— изучение возможности применения лазерной маркировки ПЭТ на производстве.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании
🎓 Дипломные 📘 Магистерские 📙 Диссертации 📗 Курсовые 📝 Статьи 📄 ВКР

✅ Заключение

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы была показана возможность формирования контрастных изображений на ПЭТ с наночастицами TiN в результате лазерной обработки излучением ближнего ИК. Экспериментально подтверждено, что с увеличением плотности энергии лазерных импульсов происходило увеличение концентрации и размеров центров светорассеяния, снижение пропускания (в 3-4 раза) и зеркального отражения (в 4¬7 раз), а также увеличение диффузного отражения (в 5-9 раз) областей маркировки. Выявлено, что оптические характеристики областей лазерной обработки определялись оптическими свойствами центров светорассеяния, их концентрацией и размером. Центры светорассеяния представляли собой микро - и наноразмерные полости, окруженные в некоторых случаях кристаллической фазой. Контраст формируемых изображений определялся объемной долей центров светорассеяния, которая зависела от режимов лазерного облучения, в данном случае, от плотности энергии падающего излучения.
Таким образом, в результате проведенной работы была достигнута поставленная цель исследования и описаны механизмы лазерной маркировки ПЭТ с НЧ нитрида титана, а также рассмотрен спектр возможных применений и особенностей маркированного ПЭТ и композитов на его основе.
Практические исследования проводились в рамках сотрудничества университета ИТМО и компаний «Лазерный центр» и «АПГ Восточная Европа». Данная технология была отработана на производстве изготовления бутылок при маркировке преформ и дальнейшем выдуве продукции. Основным требованием заказчика являлось получение контрастного изображения на ПЭТ -композитах с помощью лазерного излучения ближнего ИК.

Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ
Поиск аналога

📕 Список литературы

[1] P. B. Tarigan, “ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ: НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РЕЦИКЛИНГА,” J. Chem. Inf. Model., vol. 53, no. 9, pp. 1689-1699, 2013, doi: 10.1017/CBO9781107415324.004.
[2] D. L. T. BEYNON, Plastics Packaging, vol. 25, no. 1. 1972.
[3] “Patent. Laser engraving methods and compositions, and articles having laser engraving thereon,” 2007.
[4] S. Boesen, N. Bey, and M. Niero, “Environmental sustainability of liquid food packaging: Is there a gap between Danish consumers’ perception and learnings from life cycle assessment?,” J. Clean. Prod., vol. 210, pp. 1193-1206, 2019, doi: 10.1016/j.jclepro.2018.11.055.
[5] A. O. and H. W. Helena Lindh, “Consumer Perceptions of Food Packaging: Contributing to or Counteracting Environmentally Sustainable Development?,” Packag. Technol. Sci., vol. 29, no. January, pp. 399-412, 2013, doi: 10.1002/pts.
[6] J. C. Ion, “Chapter 15 - Marking,” in Laser Processing of Engineering Materials,
J. C. Ion, Ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2005, pp. 384-394.
[7] J. Puetz and M. A. Aegerter, “Direct gravure printing of indium tin oxide nanoparticle patterns on polymer foils,” Thin Solid Films, vol. 516, no. 14, pp. 4495-4501, 2008, doi: 10.1016/j.tsf.2007.05.086.
[8] D. R. Alexander and M. S. Khlif, “Laser marking using organo -metallic films,”
Opt. Lasers Eng., vol. 25, no. 1, pp. 55-70, 1996, doi: 10.1016/0143-
8166(95)00046-1.
[9] R. C. S. and H. G. M.Hofmann, F .Breitenf ellner, N.Biihler, “High Contrast and intact Surface - a Challenge in Laser Marking of Plastics,” J. Chem. Inf. Model., vol. 53, no. 9, pp. 1689-1699, 2013, doi: 10.1017/CBO9781107415324.004.
[10] S.-L. Chen-Kuei CHUNG, Mengyu Wu, En-jou Hsiao, Yun Lin, “Marking CO2 laser-transparent materials by using absorption-material-assisted laser processing,” 2010.
[11] Z. Cao et al., “Laser-induced blackening on surfaces of thermoplastic polyurethane/BiOCl composites,” Polym. Degrad. Stab., vol. 141, pp. 33-40, 2017, doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2017.05.004.
[12] “Patent. CN Laser marked plastic and preparation method thereof.pdf.” .
[13] F. P. Markus Hammermann, Gero Nordmann, Ralf Neuhaus, Nobert Wagner, Claudia Sierakowski, Arno Bohn, “Nanoparticulate metal boride composition and its use for identification- marking plastic parts,” 2009.
[14] J. Cheng, H. Li, J. Zhou, Z. Cao, D. Wu, and C. Liu, “Influences of diantimony
trioxide on laser-marking properties of thermoplastic polyurethane,” Polym. Degrad. Stab., vol. 154, pp. 149-156, 2018, doi:
10.1016/j.polymdegradstab.2018.05.031.
[15] J. D. Babich, The Enhancement of Laser Marking Plastic Polymers with Pearlescent Pigments. Plastics Design Library, 1999.
[16] G. Ricciardi, M. Cantello, and G. S. Aira, “Marking of Computer Keyboards by Means of Excimer Lasers,” CIRP Ann. - Manuf. Technol., vol. 45, no. 1, pp. 191-196, 1996, doi: 10.1016/S0007-8506(07)63045-5.
[17] A. H. Gerber, “Patent US006022905A, Controlled color laser marking of plastics,” 1994.
[18] E. M. Axel Kupisiewicz, “Patent US 2008/0304525 A1, Method for internal laser marking in transparent materials and device for implementing sad method,” 2008.
[19] H. Watanabe and M. Yamamoto, “Laser Ablation of Poly ( ethylene terephthalate
),” John Wiley Sons, pp. 1203-1209, 1997.
[20] S. R. Sabreen, “New Technologies for High Speed Color Laser Marking of Plastics,” Plast. Decor., 2004.
[21] W. Z. Marco Greb, Martin Schaal, Thomas Schuster, “Use of spherical metal particles as laser-marking or laser-weldability agents, and laser-markable and/or laser-weldable plastic,” 2008.
[22] H. Y. Zheng, D. Rosseinsky, and G. C. Lim, “Laser-evoked coloration in
polymers,” Appl. Surf. Sci., vol. 245, no. 1-4, pp. 191-195, 2005, doi:
10.1016/j.apsusc.2004.10.008.
[23] “Additive concentrate facilitates laser marking,” Plast. Addit. Compd., vol. 10, no. 4, p. 9, 2008, doi: 10.1016/s1464-391x(08)70114-4.
[24] “Eckart presents aluminium laser-marking pigment,” Addit. Polym., vol. 2008, no. 2, p. 3, 2008, doi: 10.1016/s0306-3747(08)70025-3.
[25] “Engelhard’s new pigment for laser marking,” Addit. Polym., no. 12, pp. 4-6, 2004, doi: 10.1016/s0306-3747(99)90044-1.
[26] T. Lds, I. Rmp, A. Merck, I. Rmp, L. World, and W. Iriotec, “Merck presents new effect pigments for laser marking and rotomoulding,” Addit. Polym., vol. 2015, no. 8, pp. 1-2, 2015, doi: 10.1016/s0306-3747(15)30096-8.
[27] G. Technologies, “Merck reveals high-contrast laser marking pigment,” Addit. Polym., vol. 2017, no. 8, pp. 4-5, 2017, doi: 10.1016/s0306-3747(17)30144-6.
[28] A. Royon, Y. Petit, G. Papon, M. Richardson, and L. Canioni, “Femtosecond laser
induced photochemistry in materials tailored with photosensitive agents [Invited],” Opt. Mater. Express, vol. 1, no. 5, p. 866, 2011, doi:
10.1364/ome.1.000866.
[29] H. Yagyu, “Visible laser microfabrication of transparent plastic using Au nanoparticles-dispersed polymer film,” J. Mater. Process. Technol., vol. 210, no.
9, pp. 1153-1158, 2010, doi: 10.1016/j.jmatprotec.2010.03.001.
[30] G. A. Oldershaw, “Excimer laser ablation of polyethylene terephthalate. Prediction of threshold fluences from thermolysis rates,” Chem. Phys. Lett., vol. 186, no. 1, pp. 23-26, 1991, doi: 10.1016/0009-2614(91)80186-2.
[31] K. Setoura, S. Ito, and H. Miyasaka, “Stationary bubble formation and Marangoni convection induced by CW laser heating of a single gold nanoparticle,” Nanoscale, vol. 9, no. 2, pp. 719-730, 2017, doi: 10.1039/c6nr07990c.
[32] K. S. Zelenska, S. E. Zelensky, L. V. Poperenko, K. Kanev, V. Mizeikis, and V. A. Gnatyuk, “Thermal mechanisms of laser marking in transparent polymers with light-absorbing microparticles,” Opt. Laser Technol., vol. 76, pp. 96-100, 2016, doi: 10.1016/j.optlastec.2015.07.011.
[33] E. Nichelatti, “Complex refractive index of a slab from reflectance and transmittance: Analytical solution,” J. Opt. A Pure Appl. Opt., vol. 4, no. 4, pp. 400-403, 2002, doi: 10.1088/1464-4258/4/4/306.
[34] P. C. S. Kasap, Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials, 2nd ed. 2017.

🛒 Оформить заказ

⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.

🔍 ПОХОЖИЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ

Обоснование экономической эффективности внедрения лазерной маркировки в производстве стальных деталей Дипломные работы, ВКР менеджмент 2016 г. 4220 руб. Разработка процесса маркировки кронштейна проектора из тонкой листовой стали 08ПС на лазерном станке LVD Impuls 6020 Дипломные работы, ВКР электротехника 2019 г. 4900 руб. Метод лазерной маркировки Дипломные работы, ВКР технология машиностроения 2017 г. 4360 руб. Модернизация производственно-технологического процесса лазерной маркировки куриных яиц Магистерская диссертация технология машиностроения 2017 г. 4825 руб. ЭЛЕКТРОННОЕ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНИКОВ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЛАЗЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ МАРКИРОВКИ ПРОДУКЦИИ Дипломные работы, ВКР автоматизация технологических процессов 2017 г. 4600 руб. Разработка конструкции гравера с ЧПУ с подвижной головкой для маркировки деталей маломощным лазером Дипломные работы, ВКР теплоэнергетика и теплотехника 2016 г. 5900 руб. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО СТАНКА Бакалаврская работа автоматизация технологических процессов 2020 г. 4270 руб. Модернизация и автоматизация работы лазерной установки MIYACHI UNITEK LMF2000, предназначенной для маркировки печатных плат Дипломные работы, ВКР технология производства продукции 2016 г. 6400 руб. ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОГО И ЭЛЕКТРОННО - ПУЧКОВОГО ИМПУЛЬСНОГО ИНИЦИИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ Диссертация физика 2023 г. 700 руб. Изучение физико-химических свойств пленок на основе функционализированного графена и металлических наночастиц при воздействии лазерного излучения Диссертация химия 2024 г. 700 руб.

📎 БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА ПО ПРЕДМЕТУ «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»

Найдено работ: 945

ДВУХПОЛЯРНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ Бакалаврская работа электротехника 2020 г. 4530 руб. СТЕНД ДЛЯ СНЯТИЯ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХВЫВОДНЫХ ПРИБОРОВ Бакалаврская работа электротехника 2020 г. 4640 руб. МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫЙ ТЕСТЕР ЛОГИЧЕСКИХ МИКРОСХЕМ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА Бакалаврская работа электротехника 2021 г. 4600 руб. Электроснабжение поликлиники районной больницы в Тамбовской области Бакалаврская работа электротехника 2024 г. 4750 руб. Сетевой блок питания постоянного напряжения Бакалаврская работа электротехника 2024 г. 4420 руб. Главная понизительная подстанция 110/10 кВ металлургического завода Бакалаврская работа электротехника 2018 г. 4680 руб. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ТЭЦ МОЩНОСТЬЮ 120 МВТ Бакалаврская работа электротехника 2018 г. 4700 руб. Главная понизительная подстанция ферросплавного завода Бакалаврская работа электротехника 2018 г. 4740 руб. Экспериментальное исследование регулятора напряжения на базе СТАТКОМ Бакалаврская работа электротехника 2018 г. 4610 руб. Проектирование теплоэлектроцентрали 120 МВт Бакалаврская работа электротехника 2018 г. 4750 руб. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ 2х63 МВТ Бакалаврская работа электротехника 2018 г. 4680 руб. Реконструкция подстанции «Каштак» 220/110/10 кВ с установкой АТ №1 и модернизацией комплекса ПА АО «Электросеть» Бакалаврская работа электротехника 2018 г. 4770 руб. УЗЛОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ 220/110/35 Бакалаврская работа электротехника 2018 г. 4720 руб. Проектирование ТЭЦ 120 МВт Бакалаврская работа электротехника 2018 г. 4700 руб. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСТАНЦИИ 220/110/35/6 Бакалаврская работа электротехника 2018 г. 4680 руб.
📋 Содержание 📖 Введение ✅ Заключение 📕 Литература 🔍 Похожие 🛒 Купить ⬆️

Оценка стоимости

Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы

Каталог работ (208326)

Поиск работ


©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.