光擴(kuò)散劑的基本參數(shù)與性能關(guān)系

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上光擴(kuò)散劑的基本參數(shù)與性能關(guān)系1）光擴(kuò)散劑的折射率須大于基體樹(shù)脂材料嗎？ 目前在網(wǎng)上搜索一下，發(fā)現(xiàn)了相互矛盾的不同講法及觀點(diǎn)。有些人認(rèn)為“要滿(mǎn)足透光不透明即透光又勻光的效果，光擴(kuò)散劑的光折射率要比樹(shù)脂的折射率高。我們常用的不飽和樹(shù)脂的光線折射率為1.544，亞克力樹(shù)脂的光線折射率為1.4910。過(guò)分的高于或者低于樹(shù)脂的光線折射率會(huì)造成大量的反射，影響了透光率，接近樹(shù)脂折射率，會(huì)減少光散射的路徑，透明度下降少，無(wú)法有效的遮蔽光源?！?但日本信越有機(jī)硅的對(duì)外公開(kāi)正式產(chǎn)品宣傳中，強(qiáng)調(diào)“（因?yàn)椋┯袡C(jī)硅樹(shù)脂球形微粉的光折射率比較低，所以光擴(kuò)散效率高”。 孰對(duì)孰錯(cuò)，我們先從一些基本

2、概念和原理開(kāi)始分析： i）折射率的基本定義：光在真空中的相速度與光在介質(zhì)中的相速度之比值。材料的折射率越高，使入射光發(fā)生折射的能力越強(qiáng)。常見(jiàn)幾種透明樹(shù)脂的折射率如下：樹(shù)脂及材料種類(lèi)    光折射率KMP-590(有機(jī)硅）  1.43PMMA  1.49PP  1.49 1.50LDPE  1.51MDPE  1.52 1.53PA（尼龍）  1.53PET  1.58PC(聚碳酸酯）  1.59PS  1.59折射率決定著材料看上去的光亮程度，較

3、大的折射率表明在材料與空氣的交界面上有更多的光線被反射。一般來(lái)說(shuō)，折射率愈高，透光率愈低。 ii）光散射的基本概念： 物質(zhì)中存在的不均勻團(tuán)塊使進(jìn)入物質(zhì)的光偏離入射方向而向四面八方散開(kāi)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為光的散射，向四面八方散開(kāi)的光，就是散射光。與光的吸收一樣，光的散射也會(huì)使通過(guò)物質(zhì)的光的強(qiáng)度減弱。當(dāng)光在物質(zhì)中傳播時(shí)，物質(zhì)中存在的不均勻性（如懸浮微粒、密度起伏）也能導(dǎo)致光的散射（簡(jiǎn)單地說(shuō)，即光向四面八方散開(kāi)）。藍(lán)天、白云、曉霞、彩虹、霧中光，曙光的傳播等等常見(jiàn)的自然現(xiàn)象中都包含著光的散射現(xiàn)象。 其實(shí)，添加光擴(kuò)散劑制得的光擴(kuò)散材料及制件，正是基于上述光的散射原理。透光與散射必須基于實(shí)際需要達(dá)到一個(gè)平衡，

4、因此光的散射必須控制在一個(gè)合理范圍內(nèi)，因此對(duì)于連續(xù)介質(zhì)中的不均勻成分即球形微粉的折射率(差)、球度、顆粒表面規(guī)整度、粒徑大小、濃度等參數(shù)有著一定的要求與限制。因此作為光擴(kuò)散劑，折射率不但要小，而且與連續(xù)相介質(zhì)（即基體透明樹(shù)脂）不能相差太大。因?yàn)檎凵渎什钣螅⑸渥饔糜鷱?qiáng)。連續(xù)相基材與非均相顆粒折射率差異過(guò)大將導(dǎo)致全反射發(fā)生，將光線反射回內(nèi)部而無(wú)法有效導(dǎo)出。  2) "光擴(kuò)散劑"與“消光劑”各自強(qiáng)調(diào)的性能有顯著區(qū)別 兩者的共同點(diǎn)是都產(chǎn)生光的擴(kuò)散。但消光劑在產(chǎn)生光擴(kuò)散的同時(shí)也造成了程度很高的光衰。消光劑所造成的光擴(kuò)散結(jié)果是犧牲了絕大多數(shù)的光透過(guò)率，造成嚴(yán)重光衰。而光擴(kuò)

5、散劑所需兼具的要點(diǎn)在於保證一定的透光率，並非只是柔光或光衰嚴(yán)重的消光。 目前LED普遍使用的光擴(kuò)散劑是傳統(tǒng)的消光粉，具有相當(dāng)高的光衰。 由于消光粉目前絕大多數(shù)為基于無(wú)機(jī)材質(zhì)的，且微觀顆粒形態(tài)結(jié)構(gòu)屬于多角不規(guī)則狀，造成光線無(wú)法大量穿透消光粉，或消光粉將光線不斷地反向反射而嚴(yán)重衰減，造成產(chǎn)品應(yīng)用受限。 消光劑可能造成光線反射而造成光擴(kuò)散的現(xiàn)象，但同時(shí)也造成光線大量被不規(guī)則折射而產(chǎn)生光線被吸收的現(xiàn)象。在形成光擴(kuò)散結(jié)果的同時(shí)，也付出了更大的光衰作為代價(jià)。  消光劑的重點(diǎn)是"消光", 但光擴(kuò)散劑的重點(diǎn)是"散光", 同時(shí)不能“消光”，理論上最理想的情況是&

6、quot;散而不消”、"擴(kuò)而不衰" 。當(dāng)然就目前的技術(shù)水平來(lái)講，即使像日本信越這些有機(jī)硅光擴(kuò)散劑的領(lǐng)先企業(yè)也很難做到，只能是盡可能去控制、最小化光衰的程度，從而達(dá)到既透光又霧白柔和的效果。而這，恰恰是目前更高效光擴(kuò)散劑研制開(kāi)發(fā)中的難點(diǎn)和熱點(diǎn)之一！ 3）所謂的“納米光擴(kuò)散劑" 光的散射與連續(xù)相介質(zhì)中不均勻相(顆粒）的尺度有著密切關(guān)系。就目前照明用可見(jiàn)光如LED光源（波長(zhǎng)范圍約400 800nm）來(lái)講，我個(gè)人不認(rèn)為光擴(kuò)散劑的粒徑有做到真正納米尺度的必要。而且，納米尺度的顆粒能否實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)光高效的光擴(kuò)散效果之同時(shí)保證足夠高的透光率及透光質(zhì)量，我個(gè)人也表示懷疑。

7、更不用提及納米技術(shù)目前在分散及微觀形態(tài)精確控制方面的局限性。 事實(shí)上，目前國(guó)際上幾家大的有機(jī)光擴(kuò)散劑廠家均未見(jiàn)有"納米級(jí)"的介紹及宣傳。一般較主流的顆粒尺度在“1.0um - 4um", 即小微米及亞微米的尺度范圍，與目前的LED（照明）光源波長(zhǎng)還是較合適的。 4）顆粒微粉的微觀形態(tài)控制特別是球度很重要，這是不言而喻的。這將顯著影響光的折射、散射、衍射及反射，從而不但影響光的擴(kuò)散效率，而且影響光的損耗，從而影響透光率?？傊?，球度及表面規(guī)整度愈高愈好，理想境界是"鏡面"光滑程度。因此，評(píng)價(jià)一個(gè)光擴(kuò)散劑的優(yōu)劣，顆粒微觀形態(tài)形貌的修飾與控制

8、工藝及技術(shù)水平也是很重要的一個(gè)方面。譬如，日本信越新推出的有機(jī)硅光擴(kuò)散劑X-52-7056A、國(guó)內(nèi)貴陽(yáng)恒微HW-200，其球度控制更精細(xì)、球度更佳，亮度更好、同時(shí)擴(kuò)散效率更高。 5）光擴(kuò)散劑顆粒微粉的粒徑分布 基于上述同樣的基本原理，粒徑分布肯定是愈窄愈好。日本信越等有機(jī)硅公司可以控制的很窄、很均勻，當(dāng)然國(guó)內(nèi)也有個(gè)別機(jī)構(gòu)（如貴陽(yáng)恒微材料）技術(shù)水平達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)外水平的了，這樣可以使光線的傳導(dǎo)控制更精細(xì)。透光率及擴(kuò)散性均達(dá)到更理想的程度。 6）有機(jī)光擴(kuò)散劑的耐熱性 不但影響熔融加工過(guò)程中球形顆粒本身的球度及微觀形態(tài)形貌的良好保持，而且，防止在高溫強(qiáng)剪切作用下，不致降解、黃變，

9、從而對(duì)透光性及擴(kuò)散效果產(chǎn)生負(fù)面影響。 在耐熱性方面，有機(jī)硅樹(shù)脂球形微粉光擴(kuò)散劑具有突出的優(yōu)勢(shì)，因而在一些要求高的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是在保證霧白勻光的基礎(chǔ)上要求高透光率的LED照明燈管、燈罩及液晶光擴(kuò)散板應(yīng)用領(lǐng)域，無(wú)機(jī)及PMMA微粉的使用受到限制，而日本信越、貴陽(yáng)恒微等推出的高效有機(jī)硅樹(shù)脂球形微粉的應(yīng)用愈來(lái)愈多。  7）光擴(kuò)散劑的純度 作為光學(xué)用途的材料及助劑，其本身的純度、清潔度顯然是一個(gè)重要的性能參數(shù)。光擴(kuò)散劑的純度不但影響到光的散射作用及透光率，而且還會(huì)影響到透光的質(zhì)量、甚至還可能影響到透明樹(shù)脂基體在高溫強(qiáng)剪切熔融加工過(guò)程中的熱穩(wěn)定性。在純度、清潔度控制中，揮發(fā)份的含量、水含量等是其中的兩個(gè)基本控制參數(shù)。國(guó)際上一些主要光擴(kuò)散劑廠家正在或已經(jīng)推出更高純度、更低揮發(fā)份、更低含水量的高純高效(有機(jī)）光擴(kuò)散劑，透光率及透光質(zhì)量進(jìn)一步提高。 8）影響光擴(kuò)散劑透光率（Tt)、光擴(kuò)散效率(I70/I0)、遮蓋率(I5/I0)及黃度指數(shù)(YI)的主要因素（小結(jié)） 據(jù)研究