汽车挡风玻璃贴膜紫外可见红外特性研究-毕业论文

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

毕业论文

汽车挡风玻璃贴膜紫外-可见-红外特性研究

学院：理学院

专业：物理学（师范类）

学生姓名：xx

学号：xxxxx

指导教师：xx

2015 年7 月

摘要

摘要

平均每七个家庭中就有一个拥有汽车，如今汽车已经大众化了。为了使汽车的服务质量得到进一步提升，出现了一种名为汽车美容的行业、并在全国流行起来了。汽车贴膜作为汽车美容的主要业务之一，业务员关于汽车贴膜介绍的天马行空，汽车贴膜也成为人们关注的话题，汽车贴膜真的可以防辐射吗？真的和业务员说的一样能节能吗？真的不影响开车视线吗？目前国内对于这方面的研究并不多，有限资料显示：被紫外线直接照射会对人体有一定的损害作用，汽车玻璃贴膜应该尽可能地将紫外线阻挡在车外；红外线的热效应比较强，进入车内的红外线越少，车体的恒温效果就越好、空调能耗就越低。

本课题旨在针对汽车玻璃贴膜的防紫外、隔红外功能，运用科学实验仪器（紫外-可见分光光度计、红外傅里叶变换光谱仪）来分析汽车贴膜的紫外、可见和红外线透过率并分析光谱性能，做出质量分析。

关键词：汽车玻璃贴膜、红外线、紫外线

ABSTRACT

ABSTRACT

There will be a car owned by each seven families on average.，The car has been very popular in today's world. In order to improve the quality of service, Car beauty industry was born, and spreading across the country. Auto foil, as one of the main business of automotive beauty, the salesman said about Auto foil, introduces a powerful and unconstrained style. Auto foil also became the subject of much attention; car sticker can really radiation-proof? Really the same as the salesman said to energy saving? Really does not affect driving the line of sight? At present domestic to this aspect of the research is not much, Limited data show: Ultraviolet damage to human body have certain effect, Auto foil should as far as possible will be uv block outside the car; The heating effect of the infrared ray has a stronger, the less infrared into the car, car body heat preservation effect is better.

This subject is to understanding of Auto foil in the tint of anti ultraviolet, infrared function. Using ultraviolet-visible spectrometer, Fourier transforms infrared spectrometer measuring car solar film of ultraviolet, visible and infrared transmittance, and analyzes the spectrum performance, make quality analysis.

Keywords：Auto foil、infrared、ultraviolet.

目录

摘要........................................................ I ABSTRACT .................................... 错误！未定义书签。

目录...................................................... III

第一章引言................................................... 错误！未定义书签。

1.1课题研究背景和意义....................... 错误！未定义书签。

1.2本课题的研究对象、目标和方法 (2)

1.3本课题的研究内容及方法 (3)

第二章汽车贴膜 (4)

2.1汽车贴膜组成及结构 (4)

2.2汽车贴膜成分及其作用 (5)

2.3汽车贴膜种类 (5)

2.4汽车贴膜市场鉴别方法 (7)

第三章光谱的研究调研 (9)

3.1光谱的研究历史 (9)

3.2光谱的概述 (9)

3.3来自太阳的光 (9)

3.4光线的研究 (9)

3.4.1红外线的研究 (9)

3.4.2紫外线的研究 (10)

3.4.3可见光线的研究 (11)

第四章实验 (12)

4.1实验材料及实验仪器 (12)

4.1.1实验材料 (12)

4.1.2实验仪器 (12)

4.1.3收集材料的具体流程 (12)

4.2实验过程阶段 (13)

4.2.1紫外-可见分光光度计测量汽车贴膜的透过率步骤 (13)

4.2.2傅里叶变换红外光谱仪测量汽车贴膜的红外透过率步骤 . 14 4.3数据分析 (14)

4.3.1紫外-可见光的透过率的对比分析图 (14)

4.3.2汽车玻璃贴膜1-8号样品红外线透过率分析 (16)

4.4整体评价 (18)

4.4.1实验材料整体评价 (18)

4.4.2前档风玻璃与侧位挡风玻璃评价 (19)

第五章结论 (20)

附录六 (22)

参考文献 (23)

致谢 (24)

第一章引言

1.1课题研究背景和意义

汽车玻璃贴膜最早出现在欧洲，但是在国外汽车贴膜看似再平常不过的事情却理发了严重的治安问题；因为在欧美一些地区国家公民的汽车普及率是相当高的，但是枪械的持有率也是很高的；汽车玻璃贴膜使得汽车成为一个隐秘的空间反倒便利了罪犯的犯罪后的隐秘。在国外警察拦截违章或犯罪车辆时是不要求驾驶者下车的，而是先在比较远的的地方观察车辆的内部的情况然后再决定要不要接近车辆，接着让司机放下车窗后再对其进行盘问和检查。而汽车玻璃上有贴膜的车辆，车内的情况根本无发从外部直接看清楚；曾经就发生过警察在盘查车辆时遭遇到开车司机举枪射杀的案件，汽车玻璃贴膜威胁到了警察的生命安全。此外还有一个很重要的因素，就是汽车玻璃贴膜后，汽车的玻璃的光线透过率降低了，驾驶员的视线受收了严重的阻碍导致驾驶员看不清车辆外部的具体情况而引发交通事故或在紧急情况下无法看清环境而出现危险。在正常情况下，驾驶员不仅能透过汽车前窗看到前方路面的情况，而且有可能通过前面汽车的玻璃看到前面汽车前方的路况，从而提前采取措施避免危险；在汽车玻璃贴膜以后，实际上挡住了驾驶员视线的向前方的延伸，这也使得车辆的追尾事故频频发生，而且追尾一旦发生就会引发其后一连串的追尾，追尾事故今年也是频频发生。以上两个问题从上世纪80年代就开始了，经过汽车玻璃贴膜专家不懈的努力，汽车光线透过率低的问题得到了有效的缓解，我们国家也对汽车玻璃贴膜透过率作出了明确的规定，汽车玻璃贴膜的可见光透过率要高于70%。当前汽车玻璃贴膜市场上存在作假现象，吹嘘自己生产的贴膜达到国家要求指标，但实际上我们所说的汽车前挡风玻璃贴膜可见光透过率超过70%，是指的把贴膜贴在玻璃上后测得数据而不是单单指的是汽车玻璃贴膜的可见光透过率。实际上在国内有些人有意曲解在外国的汽车玻璃是否都贴膜这个事情，现在发达国家针对汽车玻璃贴膜的作出了如下的规定：所有商务车的前风挡玻璃不能贴膜，而且对侧位玻璃贴膜的可见光透光率也有明确限制。，对所有私家车前挡风玻璃贴膜也设置可见光透光率最低标准。在我国关于前挡风玻璃可见光的透过率也由于其相类似的要求。其实国外在汽车玻璃贴膜的规定是保护警务人员的安全，使警察在盘查车辆时能够看清车内状况以避免发生突然地袭警事件，而在中国有枪械的管制规定，所以在中国

的汽车玻璃贴膜规定其实并没有那么严格。[1-2]

在中国汽车玻璃贴膜发展将近也有30年的历史了，进入21世纪后国家经济飞速发展，人们生活质量迅速提升，汽车成为了人们生活不可缺少的一部分。今年来中国汽车市场传出“汽车玻璃贴膜比卖车还挣钱”的传言，中国汽车贴膜出现严重质量问题。在国内只要有汽车的地方就一定会有汽车贴膜，有些厂家为牟取暴利不惜用小作坊生产劣质汽车玻璃贴膜，不符合标准的汽车玻璃贴膜严重影响开车视线，存在巨大安全隐患；而现在对于汽车玻璃贴膜的研究并不是很多，已知的一些报道：广西质量监督导报曾做过汽车贴膜假冒多，利润数十倍存安全隐患的研究报道；汕头大学教授黄翀、欧阳艳东借助色度测量系统、双光束紫外一可见分光光度计和光栅光谱仪定量测量和分析了某品牌汽车玻璃贴膜的色度和光谱特性。由于大部分人对太阳膜性能的了解和研究研究也并不是太多。目前市场上常见的汽车贴膜种类多样，并且都标注超强防紫外线。然而这些产品防护系数是否效果真如他们所说呢，研究汽车太阳膜防紫外线性能是为了帮助人们选择阻隔红外和紫外性能更好的汽车玻璃贴膜产品，所以这个课题很有实用价值。

1.2本课题的研究对象、目标和方法

研究对象为汽车挡风玻璃贴膜，也叫做太阳膜、防爆隔热膜。标准的汽车玻璃贴膜有很多种类，按照它的性能优越可分：

本课题的目标是用实验仪器测量分析市场上不同品牌的挡风玻璃贴膜对紫外、可见、红外光线的透过率来研究挡风玻璃贴膜的光谱性能、并做出质量分析。找出哪种汽车玻璃贴膜能够更有效的防护紫外线，更有效的阻隔红外线的进入。

傅立叶变换红外光谱内部原理：其实就是先借助迈克尔逊干涉仪把红外光线

分成两束光线；光谱仪内设有两个小镜子，两个小镜子间又有一个分束器；其中一面镜子为定镜，另一面为动镜；分束器被放置在与光路呈45°角放置的位置，透过分束器的光速其中一部分被透射，另一部分则被反射。透射光垂直射入定镜、反射光垂直射入动镜，然后在动镜和定镜处被反射，反射光束在回到到分束器后与原光束产生干涉，之后通过检测装置的检测并转换后生成干涉图谱。紫外-可见分光光度计基本原理是利用一定频率的紫外、可见光照射汽车玻璃贴膜，导致材料分子的中价电子发生跃迁，光度计将有选择的吸收和形成随波长而变化的光谱,来反映了样品的可见和紫外光的透过率的光谱特征。[3-4]

1.3本课题的研究的内容及方法

研究首先阐述汽车玻璃贴膜种类及其特性原理的调研报告，接着研究紫外线和红外线的产生的机制，及其对人体产生的影响，分析紫外线的测试标准以及影响紫外线、红外线透过率的因素。然后重点介绍利用红外傅里叶变换光谱仪、TU-1901双光束紫外可见分光光度计测试不同种类汽车贴膜的紫外线、红外线和可见光的透过率。最后分析几种不同汽车玻璃贴膜的光谱图，根据图谱鉴别不同汽车太阳膜的质量，最后做出实验结论。

第二章汽车贴膜

2.1汽车贴膜组成及结构

汽车贴膜（Auto Foil）就是在汽车前位、侧位的玻璃上贴上的一层透明的膜状物质，这层物质不仅可以降低玻璃的紫外线和红外线的透过率，而且还可以防止汽车玻璃在突然爆裂情况下，飞溅导致的伤害事故。其主要成分可以为8层，图层组图如下：

【12】图片2-1 工作车间

图片2-2 汽车玻璃贴膜成分排列组成

2.2汽车贴膜成分及其作用

2.3 汽车贴膜种类

当前市场上存在很多品牌的贴膜，而且同一品牌也会有很多的种类；通常情况下品牌性能越好的价格也越高；我们知道汽车玻璃贴膜的位置种类（前挡风玻璃贴膜、侧位玻璃贴膜）和品牌都会对汽车玻璃贴膜的透光性能产生影响，事实汽车玻璃贴膜的颜色会不会对汽车贴膜紫外和红外透过特性产生影响？在实

验中我们不光研究不同品牌和不同位置的汽车玻璃贴膜的透光性能，也要借此观察不同颜色对于汽车玻璃贴膜的光谱特性的影响会怎样。

从汽车美容院收集得到的较为流通的贴膜品牌有：3M、联邦、钛诺、索诺、威固、雷朋、贝卡尔特、北极光、寰球。这些流通较好的品牌会都会有一些自己的品牌的特点，下面简要的谈一下在汽车美容院取得关于不同品牌汽车玻璃贴膜的消费者的评价：

2.4 汽车贴膜鉴别方法

（1）现在网上流传着一些的鉴别方法

①、用眼睛直接看贴膜的色质是否是均匀连续的，质地均与可能会导致驾驶员看到的事业发生形变，长时间会引发驾驶疲劳从而影响开车行驶的安全性。②、用耳朵听汽车玻璃贴膜在用手抖动时发出的声音，如果声音听上去很清脆，那么汽车玻璃贴膜可能质量还可以；如果声音听上去很柔弱，那么汽车玻璃贴膜的质量很可能很差。

③、用鼻子闻汽车玻璃贴膜的气味，如果在汽车玻璃贴膜揭掉保护层后仍有他原来气味而且粘着剂没有恶臭的味道，那他的贴膜才应该算合格；反之则可以推断为劣质贴膜。

④、用嘴巴尝一下汽车贴膜的粘着部分，如果有特殊的味道那汽车玻璃贴膜是不合格的，正常情况味道清淡、基本没有异味。

⑤、在用烤灯或者高温度的照明灯照射的情况下，皮肤隔着汽车玻璃贴膜不会感到很热。

⑥、通过上述5步来综合上述视觉、嗅觉、听觉、味觉、触觉对于汽车玻璃贴膜的感觉来比较判断得出那些汽车玻璃贴膜符合要求。【8】

（2）某公司自行设计的检验方法

网络上一些公司也各出新奇，采用贴膜仪器（LS18系列太阳膜测试仪、LS110A透过率仪、LS300隔热膜温度测试仪等）就直接可以同时侧贴膜的可见光透过率、红外线阻隔率、紫外线阻隔率来向消费者展示其质量的性能，其实实验看上去没有任何问题，实际上实验仍然存在巨大漏洞。

简单的就如下的一种LS181太阳膜测试仪说明情况：

图示为实验视频过程中的一部分截图，具体情况是：厂家会提前准备好几种材料的汽车贴膜，然后贴在看上去差不多的玻璃材料上做实验，分别让贴有不同型号太阳膜的玻璃做如上图所示的测验，然后用数据来说明自己产品是最好的，的确从实验上看到的数据显示试验完全符合标准（紫外线阻隔率98.8%、红外线阻隔率60.1%、透光率70.0%）；但只这个实验存在严重的不足，实验仪器测量光线是定值，紫外线：峰值波长365nm；可见光：峰值波长550nm；红外线：峰值波长950nm。对于其他波段的光线没有测量数据，大大降低了实验的说服力。

通过第一种方法找出的汽车玻璃贴膜到底符不符合质量标准我们不得而知，必须要经过测量才能够知道，我们就按上面方法来收集材料在进行实验。其次我这次的课题研究就本着对汽车玻璃贴膜的透过率做全波段光线的紫外、可见、红外透过率的精确的实验测验，来看一下用我们的视、听、嗅感官挑选的材料到底能不能达到国家要求的标准。

光谱研究的调研

第三章光谱研究的调研

3.1光谱的研究史

17世纪中期，牛顿在使用三棱镜时发现光线透过了棱镜后在呈现出七彩的光谱。到了17世纪后期，英国的科学家沃斯顿最先发现了太阳光谱中存在阴影线。不久，德国科学家夫琅禾费通过自制的光学仪器，观察记录下了太阳光谱中存在的的576条暗线，并测出了它们的波长。直到19世纪中期，德国科学家基尔霍夫才对太阳光谱中存在的阴影线作出比较合理的解释。基尔霍夫与德国科学家本生共同发明了光谱化学分析法，同样也为天体物理、光谱分析的诞生的打下坚实的基础。【5】

3.2光谱的概述

光谱英文为Spectrum，是白光（也叫复色光）经过色散后产生的按红橙红绿蓝靛紫顺序排列的图案，当然包括那些我们肉眼看不见的光；人们把自己能见到的光，红光外侧看不到的区域有红外线，紫光外侧看不到的区域存在着紫外线。也就是在光谱中最大一部分的光叫做可见光谱。光是一种电磁波，光波是由于原子的内部电子的剧烈运动而产生的；由于各种物质的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的光波也就不同。【6】

3.3来自太阳的光

太阳是自然界中主要的紫外线与红外线的光源。太阳光中的绝大部分紫外线会在透过大气层时被大气层中的臭氧吸收掉，从而无法照射到地面。能够照射到地面上的太阳光是由紫外线、可见光和红外线三大部分组成的；红外线带给我们的是热量，可见光可以带给我们的是光明，同时可见光使植物的叶绿素发生光合作用，制造了一个生机勃勃的世界。【5】

3.4红外线、可见光、紫外线的研究

3.4.1红外线的研究

在光谱中一般波长大于760nm的光线称之为红外线,介于微波与可见光之间。英文为infrared ray/infrared/ultra red rays，简称IR。红外线是不可见光线.所有高于绝对零度（-273.15℃）的物体都在放出红外线.现代物理学称之为热射线。