كيف تصنع بولي كربونات البولي كربونات الناشرة للضوء المستخدمة في إضاءة LED؟

تشير مادة الانتشار الضوئي إلى المادة التي يمكنها تحويل مصادر الضوء النقطي والخطي إلى مصادر ضوء خطي وسطحي، ويتم تحضيرها بشكل عام عن طريق تشتيت جزيئات انتشار الضوء بمعاملات انكسار مختلفة من الركيزة في ركيزة شفافة، وتسمى أيضًا مادة تشتت الضوء أو مادة الاستجماتيزم. إن تطبيق مواد الانتشار الضوئي في إضاءة الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو مجال تطبيق جديد تم فتحه في السنوات الأخيرة. إضاءة LED أقوى وأكثر نعومة من الإضاءة الخلفية البلورية السائلة، ويجب أن تقلل مواد نشر الضوء المستخدمة في إضاءة LED من فقدان الضوء أثناء نشر الضوء، وأن تتمتع بصلابة جيدة. لذلك، غالبًا ما يتم استخدام جزيئات نشر الضوء العضوية والبولي كربونات (PC) لإعداد مواد نشر ضوء إضاءة LED مع نفاذية عالية للضوء وخصائص انتشار الضوء العالية. يظهر مبدأ مادة نشر الضوء لإضاءة LED في الشكل 1.

في السنوات الأخيرة، أدرك المزيد والمزيد من شركات الإضاءة الإلكترونية الضوئية LED والمستخدمين أهمية مواد نشر الضوء كمواد لامبشادي إضاءة LED موحدة؛ في هذه التجربة، تم استخدام جزيئات نشر الضوء الأكريليك والسيليكون لتحضير كمبيوتر نشر الضوء لإضاءة LED. تمت دراسة تأثيرات هذين النوعين من جسيمات نشر الضوء على خواص مواد الكمبيوتر الشخصي، وتمت مقارنة قابلية التشتت والخصائص البصرية والاستقرار الحراري لنوعي مواد نشر الضوء.

الجزء التجريبي

1.1 المواد الخام والمعدات.

PC، 1250Y؛ جزيئات انتشار الضوء الأكريليكية وجزيئات انتشار الضوء السيليكونية العضوية التي تباع في السوق. آلة بثق ثنائية اللولب ثنائية الاتجاه TE35، من إنتاج شركة نانجينغ كيا المحدودة؛ وآلة التشكيل بالحقن PT80، من إنتاج شركة ليجين للتكنولوجيا المحدودة؛ والمجهر الإلكتروني الماسح SU70، من إنتاج شركة هيتاشي، اليابان؛ وجهاز اختبار نفاذية الضوء/اختبار التوهج WGT-S، من إنتاج شركة قوانغتشو لمعدات التغليف الدولية القياسية المحدودة. آلة الاختبار العامة CMT6104 وآلة اختبار الصدمات البندولية البلاستيكية ZBC1400-B، وجميعها من إنتاج شركة Meter Industrial Systems (شركة الصين المحدودة)؛ جهاز قياس معدل التدفق الذائب XNR-400AM، من إنتاج شركة Chengde Dahua للاختبارات، المحدودة؛ جهاز تحليل الثقل الحراري Q50، جهاز المسعر الحراري Q200، من إنتاج شركة TA الأمريكية للأدوات.

1.2 تحضير العينة

تم تجفيف الكمبيوتر الشخصي عند درجة حرارة 110 درجة مئوية لمدة 12 ساعة، ثم تم خلط جزيئات التشتت الضوئي بالكامل مع الكمبيوتر الشخصي وفقًا لجزء كتلي معين. تم اختبار العينات عن طريق القولبة بالحقن بعد التحبيب بواسطة آلة بثق ثنائية اللولب.

1.3 اختبار الأداء.

تشتت جسيمات الانتشار الضوئي: تم تقطيع العينة وكسرها في النيتروجين السائل، وتم رش السطح بالذهب ومراقبته بالمجهر الإلكتروني الماسح (SEM). تم اختبار الانتشار الضوئي وفقًا للمعيار GB/T 2410 Mel 2008، وتم اختبار قوة الصدم المسننة للحزم المدعومة ببساطة وفقًا للمعيار GB/T 1043.1 Mel 2008، وتم اختبار خواص الشد وفقًا للمعيار GB/T 1040 Mel 2006، وتم اختبار معدل التدفق الذائب (MFR) وفقًا للمعيار GB/T 3682 Mel 2000، 260 درجة مئوية و2.16 كجم. تحليل قياس الثيرموغرافيات الحرارية (TG): تم وزن العينة لحوالي 10 ملجم، وجو نيتروجين ومعدل تسخين 20 درجة مئوية/دقيقة. تحليل المسعر الحراري بالمسح التفاضلي (DSC): تم تسخين حوالي 10 ملجم من العينة إلى 150 درجة مئوية بمعدل 20 درجة مئوية/دقيقة، وحفظها عند درجة حرارة ثابتة لمدة 3 دقائق، ثم تبريدها بسرعة إلى 20 درجة مئوية، ثم تسخينها إلى 150 درجة مئوية بمعدل 20 درجة مئوية/دقيقة. تم تحديد درجة حرارة الانتقال الزجاجي (Tg) لعملية التسخين الثانية.

من أجل الحصول على مواد عامل الانتشار الضوئي بخصائص ممتازة، فإن التشتت الجيد لجسيمات عامل الانتشار الضوئي في البوليمرات مهم جدًا. يمكن أن نرى من الشكل 3 أن هناك عددًا كبيرًا من جسيمات جسيمات الانتشار الضوئي الدقيقة والثقوب المقابلة في مادة عامل الانتشار الضوئي في PC الانتشار الضوئي بالنسبة إلى المقطع العرضي للكمبيوتر الشخصي النقي. إن حجم مسام مواد الانتشار الضوئي الأكريليكية أكبر من مواد الانتشار الضوئي الأكريليكية العضوية، ويمكن أن يتشتت نوعا جسيمات الانتشار الضوئي بشكل جيد في الكمبيوتر الشخصي.

2.2 نفاذية الضوء وضبابية مواد نشر الضوء.

يمكن أن نرى من الجدول 1 والجدول 2 أنه سواء كان كمبيوتر نشر الضوء الأكريليكي أو كمبيوتر نشر الضوء السيليكوني، مع زيادة كمية جسيمات نشر الضوء، يزداد ضباب مواد نشر الضوء ويقل نفاذية الضوء. بالمقارنة مع جسيمات نشر الضوء بسمك 1.00 عبارة بسمك 2 مم من جسيمات نشر الضوء وجسيمات نشر الضوء بسمك 1 مم من جسيمات نشر الضوء، يمكن ملاحظة أن تأثير سمك اللوحة على نفاذية الضوء والضباب أكبر من كمية جسيمات نشر الضوء.

يمكن أن نرى من الشكل 4 أنه مع إضافة كمية صغيرة من جزيئات انتشار ضوء السيليكون العضوي (مثل 0.5 phr)، يمكن أن يصل ضباب لوحة الكمبيوتر الشخصي إلى تأثير لوحة انتشار ضوء الأكريليك 2 phr، ولكن نفاذية الضوء أقل. ويرجع السبب في ذلك إلى أن جزيئات نشر الضوء من السيليكون العضوي لها حجم جسيمات أصغر ومعامل انكسار أصغر، لذلك يكون لها تأثير أفضل في زيادة الضباب. يمكن أيضًا أن نرى من الشكل 4 أنه على الرغم من أن كمية جسيمات انتشار ضوء الأكريليك أكبر بكثير من جسيمات السيليكون العضوي في نفس الضباب، فإن مواد انتشار ضوء الأكريليك لها نفاذية ضوء أعلى من مواد انتشار ضوء السيليكون العضوي. والسبب هو أن جزيئات حمض الأكريليك تمتص ضوءًا أقل من جزيئات السيليكون العضوي.

2.3الخصائص الميكانيكية ومعدل مقاومة الصدمات المتوسطة.

يمكن أن نرى من الجدولين 3 و4 أن قوة الشد وإجهاد كسر الشد ومعدل مقاومة الشد للكمبيوتر الشخصي لا تتغير كثيرًا مع كمية جسيمات ناشر الضوء. ومع ذلك، يمكن لجزيئات نشر الضوء الأكريليكية أن تقلل من قوة تأثير PC، ولكن إضافة كمية صغيرة من جزيئات نشر الضوء الأكريليكية إلى PC تسبب انخفاضًا كبيرًا في قوة التأثير، في حين أن جزيئات نشر الضوء السيليكونية العضوية ليس لها تأثير يذكر على قوة تأثير PC. ويرجع السبب في ذلك إلى أن حجم جسيمات جسيمات الانتشار الضوئي لحمض الأكريليك أكبر (3 ~ 5 ميكرومتر). من السهل أن تسبب الجسيمات الكبيرة عيوبًا، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في قوة التأثير. ومع ذلك، يبلغ حجم جسيمات جسيمات السيليكون العضوي حوالي 2 ميكرومتر فقط، وهو ما يؤثر قليلًا على قوة التأثير.

2.4 الثبات الحراري

وتبلغ درجة حرارة التحلل الحراري الأولية للجسيمات حوالي 290 درجة مئوية، بينما تبلغ درجة حرارة التحلل الحراري الأولية للكمبيوتر الشخصي حوالي 430 درجة مئوية. يمكن ملاحظة أن الثبات الحراري لنوعي جسيمات الانتشار الضوئي أسوأ من ثبات جسيمات PC، وتتمتع مواد الانتشار الضوئي من السيليكون العضوي بثبات حراري أفضل من مواد الانتشار الضوئي الأكريليكية.
للكمبيوتر الشخصي لزوجة عالية ودرجة حرارة معالجة عالية، لذلك يلزم أن تتمتع جسيمات الانتشار الضوئي بثبات حراري معين. يمكن أن نرى من الشكل 5 أن درجة حرارة التحلل الحراري الأولية لجسيمات الانتشار الضوئي الأكريليكية تبلغ حوالي 230 درجة مئوية لانتشار ضوء السيليكون.

ونظرًا لأن درجة حرارة التحلل الحراري الأولية لمواد الانتشار الضوئي من السيليكون العضوي تبلغ حوالي 290 درجة مئوية والجرعة أقل من 1.00 عبارة، فإنها تتمتع بثبات حراري جيد لمعالجة التشكيل تحت 300 درجة مئوية.

لا يحدث فقدان الوزن لمواد الانتشار الضوئي الأكريليكية حتى 354 درجة مئوية، وهو ما لا يؤثر كثيرًا على المعالجة عند 300 درجة مئوية. ومع ذلك، يتم تكبير منحنى 200 درجة مئوية 354 درجة مئوية (الإطار المنقط في الشكل 5) كما هو موضح في الشكل 5 ب، ويمكن ملاحظة أن مادة الانتشار الضوئي مع جسيمات الانتشار الضوئي قد شهدت فقدانًا طفيفًا في الوزن الحراري عند 230 درجة مئوية. تُظهر المقارنة بين المنحنى 2 والمنحنى 3 أنه مع زيادة كمية جسيمات الانتشار الضوئي (من 1.00 phr إلى 4.00 phr)، يكون فقدان الوزن الحراري لمادة الانتشار الضوئي PC أكثر وضوحًا. ولذلك، ستؤثر جسيمات الانتشار الضوئي لحمض البروبينيك على الاستقرار الحراري للكمبيوتر الشخصي، ويجب ألا تكون إضافتها كبيرة جدًا، وإلا فإن التحلل الحراري لجسيمات الانتشار الضوئي في عملية المعالجة سيؤثر على خصائص مواد الانتشار الضوئي.

ويمكن أن نرى من الشكل 6 أن درجة حرارة جسيمات الانتشار الضوئي الأكريليكية هي 137.7 درجة مئوية، ودرجة حرارة جسيمات الانتشار الضوئي الأكريليكية للكمبيوتر الشخصي هي 150.2 درجة مئوية عندما تكون جسيمات الانتشار الضوئي السيليكونية أقل من 200 درجة مئوية. تؤدي إضافة جسيمات الانتشار الضوئي إلى PC إلى انخفاض Tg. ويرجع السبب في ذلك إلى أن جسيمات الانتشار الضوئي الكروية المنتشرة بشكل موحد في PC تساهم في حركة الأجزاء الجزيئية لل PC، وبالتالي ينخفض Tg.

3 استنتاج.

أ) تحضير جزيئات نشر الضوء من الأكريليك والسيليكون.
يتم الحصول على مواد PC لنشر الضوء لإضاءة LED، ويتم الحصول على نوعين من جزيئات عامل نشر الضوء كروية ميكرون ويمكن أن تكون مشتتة بشكل جيد في الكمبيوتر الشخصي.

ب) حجم جسيمات جسيمات الانتشار الضوئي الأكريليكية أكبر من جسيمات الانتشار الضوئي الأكريليكية العضوية، ومواد الانتشار الضوئي المقابلة لها نفاذية ضوء أكبر عندما تصل إلى نفس الضباب (2.00 ~ 5.00 phr).

ج) يمكن أن تحقق مواد نشر الضوء السيليكونية ضبابية عالية بإضافة كمية صغيرة من جزيئات نشر الضوء (أقل من 1.00 عبارة)، ويمكنها الحفاظ على قوة التأثير العالية والاستقرار الحراري الجيد للمعالجة للكمبيوتر الشخصي.