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ISO 26723:2020 — 塑料 — 总光透射比和总光反射比的测定
使用积分球分光光度法测量塑料材料光学特性的完整指南
ISO 26723:2020由国际标准化组织（ISO）发布，规定了测定塑料材料总光透射比和总光反射比的标准化方法。该标准在ISO 13468-1的基础上进行了扩展，不仅涵盖透明无色塑料，还适用于半透明和不透明材料，如乳白板、薄膜和模制片材。该方法采用积分球光学系统捕获散射光，适用于照明、显示、包装和汽车行业中广泛使用的塑料产品。
对于近零吸收材料（如PMMA乳白板），总光透射比与总光反射比之和接近100%，可作为测量中宝贵的内在一致性检验手段。
一、测试原理与装置设计
测量原理基于使用积分球收集直接透射光和散射光。当准直光束通过样品或从样品反射时，积分球捕获所有前向散射或反射的光通量。透射（或反射）光通量与入射光通量之比定义了总光透射比或总光反射比。
测试装置包括：具有光度校正功能（匹配CIE标准D65照明体下的V(lambda)函数）的稳定光源、带有精确定位端口的积分球以及带有适当挡板的光度计。关键设计规格包括：
| 参数 | 要求 | 工程意义 |
|---|---|---|
| 总端口面积 | 小于等于球体内表面积的4.0% | 最小化通过端口的光损失，保持积分精度 |
| 积分球直径 | 大于等于150 mm | 确保足够的光扩散路径长度和散射收集效率 |
| 光束准直度 | 小于等于0.05 rad（3度） | 防止杂散光，确保入射光通量精确定义 |
| 端口处光束直径 | 样品直径的50%至60% | 防止边缘损失，同时保持足够的信噪比 |
| 检测器线性度 | 在入射光通量的正负1%以内 | 确保整个测量范围内的辐射度精度 |
光度计必须安装挡板以防止样品直接照射探测面。如果没有适当挡板，探测器将接收到非散射光，导致透射比和反射比测量出现系统误差。
二、样品制备与测量步骤
样品可从薄膜、片材、注塑制品或模压片材中制备。标准定义了两种样品配置：无样品架配置适用于厚度小于端口直径10%或雾度低于30%的样品；带样品架配置适用于较厚或高雾度样品，样品架具有金属光泽内表面，可将边缘散射光重新引导回积分球，确保光通量完全收集。
测量步骤包括四个阶段：入射光通量测量——在端口a无样品、端口c有白标准的情况下测量光通量；总透射比测量——将样品置于端口a并测量透射光通量，端口c处的光陷阱可按需捕获镜面反射分量；总反射比测量——将样品置于端口b，在端口a有光陷阱的情况下测量反射光通量；最后应用折射率菲涅耳校正因子以获得准确结果。
现代数字分光光度计可在30秒内自动完成全部四步测量序列，并实时校正积分球漂移和温度效应。这使得ISO 26723不仅适用于实验室认证，也适用于生产线质量控制。
三、工程设计要点与精度考量
ISO 26723测量的精度关键取决于三个因素：积分球涂层稳定性、样品定位重复性以及V(lambda)函数的光谱匹配度。
积分球涂层：硫酸钡（BaSO4）和聚四氟乙烯（PTFE）是推荐的白标准材料，在可见光谱范围内具有高漫反射率（大于96%）。但BaSO4具有吸湿性，在高湿环境中会劣化。PTFE涂层具有更好的长期稳定性，但应用成本更高。
样品定位：标准要求光束中心与端口a中心精确对准。对于高雾度材料，即使0.5 mm的偏移也会在透射比测量中引入1%至2%的误差。因此，建议在质量控制应用中采用带有视觉引导对准功能的自动样品处理系统，以确保测量结果的可靠性和可重复性。
| 材料类型 | 典型透射比（%） | 典型反射比（%） | 常见应用 |
|---|---|---|---|
| 透明PMMA（亚克力） | 92至93 | 4至5 | 导光板、显示屏 |
| 乳白PC（聚碳酸酯） | 55至75 | 18至28 | LED扩散板、标牌 |
| 白色PP（聚丙烯） | 10至30 | 65至80 | 反射器、外壳 |
| 透明PET薄膜 | 88至90 | 5至7 | 包装、光学薄膜 |
| 乳白聚苯乙烯 | 40至60 | 30至45 | 照明面板 |
荧光和彩色塑料明确排除在ISO 26723范围之外，因为该测量方法假设不存在波长转换。使用此方法测试荧光材料会产生毫无意义的透射比值，因为斯托克斯位移发射会污染透射光通量读数。
常见问题解答
问1：ISO 26723与ISO 13468-1有何区别？
ISO 13468-1仅涵盖平面透明和无色塑料。ISO 26723通过使用积分球捕获散射光，将方法扩展到半透明和不透明材料，并同时定义了透射比和反射比测量。
ISO 13468-1仅涵盖平面透明和无色塑料。ISO 26723通过使用积分球捕获散射光，将方法扩展到半透明和不透明材料，并同时定义了透射比和反射比测量。
问2：ISO 26723能否用于纹理或图案化塑料表面？
可以，但样品应尽可能平整。纹理表面会增加散射，建议使用样品架收集边缘散射光。
可以，但样品应尽可能平整。纹理表面会增加散射，建议使用样品架收集边缘散射光。
问3：积分球系统的建议校准频率是多少？
标准建议每年至少使用认证标准参考物验证系统一次。但对于高产量质量控制，建议每天使用稳定的参考材料进行验证。积分球涂层应每月进行清洁和检查，以确保其反射特性不会因污染而下降。
标准建议每年至少使用认证标准参考物验证系统一次。但对于高产量质量控制，建议每天使用稳定的参考材料进行验证。积分球涂层应每月进行清洁和检查，以确保其反射特性不会因污染而下降。
问4：样品厚度如何影响测量结果？
对于透明材料，厚度对透射比影响极小。对于半透明材料，增加厚度通常会降低透射比并增加反射比。
对于透明材料，厚度对透射比影响极小。对于半透明材料，增加厚度通常会降低透射比并增加反射比。
