¿Cómo afectan la proporción de dosificación y el tamaño de las partículas del agente difusor de luz al efecto del difusor de luz?

Como un dispositivo semiconductor de estado sólido que convierte directamente la energía eléctrica en energía luminosa, diodo emisor de luz (Light Emitting Diode,LED) no sólo tiene una estructura sólida, resistencia a los golpes, la respuesta de luz rápida, larga vida, pero también tienen bajo consumo de energía. Se utilizó para la iluminación, en teoría, sólo 10% del consumo de energía de las lámparas incandescentes, en comparación con las lámparas fluorescentes, LED también puede lograr 50% efecto de ahorro de energía. Se utilizó en la pantalla, no sólo puede ahorrar energía, sino también hacer que el dispositivo ultra-delgado, ligero y de larga vida. Por lo tanto, el LED se ha convertido en una verdadera fuente de iluminación verde y la luz de la pantalla, ampliamente utilizado en la iluminación urbana y doméstica, aparatos electrónicos, automoción y otras industrias, y ha sido omnipresente en la sociedad moderna.

Agente de difusión de la luz se añadió a los plásticos transparentes como PC, PMMA, PS y así sucesivamente para obtener la difusión óptica. Plástico suelto no sólo puede cubrir la fuente de luz y la luz deslumbrante, sino también hacer que todo el pelo de resina transparente. Produce una luz más suave, hermosa y elegante para lograr el efecto cómodo de la luz transparente y opaca.

PC tiene una excelente transmitancia de la luz (transmitancia de la luz hasta 89%), buenas propiedades mecánicas, propiedades de aislamiento, retardante de llama y propiedades anti-envejecimiento, por lo que es el sustrato preferido para los materiales de dispersión de luz LED. por lo tanto, los materiales de difusión de luz a base de PC han atraído una amplia atención. hemos añadido reticulación PMMA microesfera difusor de luz a PC, estudió el mecanismo de difusión de la luz de la placa de difusión de luz PC y el efecto del tamaño de partícula de difusor de luz en la transmitancia de luz, neblina, coeficiente de dispersión de luz efectiva y las propiedades mecánicas de la placa de difusión de luz PC. Los resultados muestran que la transmitancia de luz de la placa de difusión de luz de PC es mayor cuando el tamaño de partícula del difusor de luz es 20,0 μ m, la neblina de la placa de difusión de luz de PC es mayor cuando el tamaño de partícula del difusor de luz es 1,8um, cuando el tamaño de partícula del difusor de luz es 3,0um, el coeficiente de dispersión de luz efectivo de la placa de difusión de luz de PC es mayor y cumple los requisitos de energía mecánica, y el tamaño de partícula del difusor de luz aumenta, la transmitancia de luz aumenta y la neblina disminuye.

El LED es una fuente de luz puntual. En las aplicaciones prácticas, suele ser necesario transformarlo en una fuente de luz lineal o de superficie para que la luz sea brillante y suave. Para lograr esta transformación, es inseparable de un material de difusión de la luz indispensable. Los materiales de difusión de luz se componen generalmente de agente de difusión de luz y polímeros, que se suministran al mercado en forma de plásticos de difusión de luz,encapsulante de difusión de luz, revestimiento de difusión de luz y tinta. 

Agente de difusión de la luz

En la actualidad, el difusor de luz se fabrica mediante un procesamiento y un tratamiento superficial especiales. El tamaño de las partículas es generalmente entre 1 μ m y 10 μ m, y el tamaño medio de las partículas es de aproximadamente 2 μ m. Las perlas tienen la función de astigmatismo, buena fluidez y buena compatibilidad con el sustrato de resina óptica.

En la actualidad, los difusores ópticos se dividen principalmente en inorgánicos y orgánicos. Los difusores de luz inorgánicos incluyen principalmente partículas inorgánicas como dióxido de silicio, dióxido de titanio, carbonato cálcico, hidróxido de aluminio y perlas de vidrio, mientras que los difusores de luz orgánicos incluyen principalmente poliestireno reticulado, polimetacrilato y otras microesferas de polímeros orgánicos. Aunque las partículas inorgánicas tienen buena resistencia al calor, presentan algunas desventajas, como forma diferente, gran desviación del tamaño de las partículas, falta de difusividad uniforme de la luz, baja transmitancia de la luz, etc. Las microesferas de poliestireno reticulado y polimetacrilato tienen buena uniformidad de forma, desviación del tamaño de partícula controlable, alta transmitancia de luz, pero baja resistencia al calor. Durante la granulación por extrusión del polímero de difusión de la luz y el moldeo por inyección a alta temperatura o el moldeo por extrusión de los dispositivos de guía de luz, las partículas de polímero son propensas a deformarse, lo que afecta a la difusión uniforme de la luz. Además, la resistencia a la luz del difusor de luz de poliestireno es pobre, y es fácil que amarillee, lo que afecta a la calidad del servicio y a la vida útil del LED.

En los últimos años se ha desarrollado el difusor de luz de microesfera de organosilicio híbrido orgánico-inorgánico. El agente difusor de luz de microesferas de silicona no sólo tiene las características de alta resistencia al calor, resistencia a la luz y resistencia al envejecimiento de las partículas inorgánicas, sino que también tiene las características de homogeneidad de la forma de las partículas orgánicas, alta transmitancia de luz y buena uniformidad de difusión de la luz, y su índice de refracción se puede cambiar con el cambio de monómeros sintéticos, y la superficie de las partículas se puede modificar in situ por difusión de luz. Tiene una amplia perspectiva de aplicación para mejorar la compatibilidad y adaptabilidad de las partículas de difusión de luz con policarbonato (PC), polimetacrilato de metilo (PMMA), poliestireno (PS) y otras resinas de matriz de placa guía de luz. Por tanto, se espera que las microesferas de silicona se utilicen como difusores ópticos de alto rendimiento para LED.

El agente difusor de luz de silicona suele ser un producto de microesferas formado por hidrólisis, condensación y reacción de reticulación de metil trimetoxisilano y fenil trimetoxisilano. La distribución del tamaño de las partículas oscila entre 1 μ m y 8 μ m, y el tamaño medio de las partículas es de 2 μ m. En los últimos años, las multinacionales de la silicona de Estados Unidos, Japón y Alemania han lanzado diferentes tipos de productos difusores ópticos de silicona.

Se sintetizaron microesferas de silicona de uso técnico mediante el método de hidrólisis-condensación utilizando diclorodimetilsilano (DMDCS) y ortosilicato de etilo (TEOS) como monómeros. Se analizaron los efectos de la proporción de monómero, la concentración de monómero y el agente de acoplamiento sobre la morfología de los productos, y se caracterizaron la hidrofobicidad y la resistencia al calor de los productos. Los resultados experimentales muestran que la proporción de monómero, la concentración de monómero y el uso de agente de acoplamiento de silano tienen efectos importantes en el proceso de reacción y la morfología de las partículas del producto, el producto tiene una excelente estabilidad térmica, y la tasa de pérdida de calor de masa es sólo 10,5% a 600 ° C. El producto también tiene alta hidrofobicidad y el ángulo de contacto estático es 138,6 °.

¿Cómo afectan la proporción de dosificación y el tamaño de las partículas del agente difusor de luz al efecto del difusor de luz?

Se añadió agente difusor de la luz a plásticos transparentes como PC, PMMA, PS, etc. para obtener difusión óptica.
El plástico suelto no sólo puede cubrir la fuente de luz y la luz deslumbrante, sino también hacer que toda la resina transparente sea más suave, más bella y elegante para conseguir el efecto confortable de luz transparente y opaca.

El PC tiene una excelente transmitancia de luz (transmitancia de luz de hasta 89%), buenas propiedades mecánicas, propiedades aislantes, retardante de llama y propiedades anti-envejecimiento, por lo que es el sustrato preferido para los materiales de difusión de luz LED. por lo tanto, los materiales de difusión de luz basados en PC han atraído una amplia atención. Hemos añadido microesferas difusoras de luz de PMMA reticulado al PC, investigando el mecanismo de difusión de luz de la placa difusora de luz de PC y el efecto del tamaño de las partículas del difusor de luz en la transmitancia de luz, la neblina, el coeficiente efectivo de dispersión de luz y las propiedades mecánicas de la placa difusora de luz de PC. Los resultados muestran que la transmitancia de luz de la placa de difusión de luz de PC es mayor cuando el tamaño de partícula del difusor de luz es de 2,0μ m, la neblina de la placa de difusión de luz de PC es mayor cuando el tamaño de partícula del difusor de luz es de 1,8um, cuando el tamaño de partícula del difusor de luz es de 3,0um, el coeficiente efectivo de dispersión de luz de la placa de difusión de luz de PC es mayor y cumple los requisitos de energía mecánica, y el tamaño de partícula del difusor de luz aumenta, la transmitancia de luz aumenta y la neblina disminuye.

Tras mezclar el ácido acrílico, el agente de difusión de luz de silicona y otros auxiliares, se preparó el PC de difusión de luz mediante extrusora paralela de doble husillo. Se estudiaron los efectos de diferentes proporciones de ácido acrílico y agente de difusión de luz de silicona en las propiedades ópticas del PC. Los resultados muestran que el PC de difusión de luz con diferentes propiedades ópticas se puede obtener mediante la adición de una dosis diferente de ácido acrílico y agente de difusión de luz de silicona. Utilizando PC como sustrato, resina acrílica y resina de silicona como difusor de silicona, se comprueba que la adición de agente difusor de luz de silicona no tiene ningún efecto sobre la resistencia a la tracción del difusor de luz basado en PC, pero tiene un cierto efecto sobre la resistencia al impacto entallado. El tamaño de las partículas del agente difusor de luz tiene un efecto sobre la opacidad de los materiales difusores de luz a base de PC en un determinado rango, y la opacidad es ligeramente superior cuando el tamaño de las partículas es mayor. La cantidad de difusor de luz tiene una gran influencia en la transmitancia de luz y la opacidad de los materiales de difusión de luz a base de PC. Cuando se añade 0,3 wt% de difusor de luz de organosilicio C, el coeficiente efectivo de difusión de luz, la transmitancia y la neblina de los materiales de difusión de luz basados en PC son 76,7%, 80,8% y 94,9%, respectivamente.

Utilizando polvo de PC, agente difusor de luz de silicona y polvo fluorescente YAG:Ce como materias primas, se prepararon muestras de resina fluorescente de agente difusor de luz PC/YAG: ce con una fracción de masa diferente de agente difusor de luz de organosilicio mediante un proceso de mezcla por fusión, prensado a alta temperatura y pulido de adelgazamiento. los resultados muestran que las muestras de resina fluorescente tienen una alta transmitancia de luz en el rango espectral de 500 a 800 nm. La fase principal de la muestra es Y3A15O12 y hay dos picos de excitación a 342y 448nm. El espectro de emisión tiene un amplio pico a 532 nm, que pertenece a la emisión de transición 5d 4f del Ce3+, y el tiempo de vida de fluorescencia correspondiente es de unos 61,5 ns. La eficacia luminosa de la muestra de resina fluorescente aplicada al envasado de dispositivos LED blancos es de 81,12 Lm/W/100 mA, lo que indica que la lámina de resina fotoluminiscente PC/YAG:Ce es adecuada para un nuevo tipo de material fluorescente para el envasado de LED blancos.

Utilizando PMMA de grado óptico como sustrato, se añadieron diferentes proporciones de agente difusor de luz de sílice esférica An y B para estudiar los efectos del contenido de difusor óptico, el tamaño de partícula esférica y la distribución del tamaño de partícula sobre la transmitancia de luz, la nebulosidad y las propiedades mecánicas del material. Los resultados muestran que se pueden obtener buenos materiales difusores de luz añadiendo agente difusor de luz de sílice esférica al PMMA. Cuando el tamaño medio de las partículas es de 2 μ m y la fracción de masa es de 0,4%, la transmitancia de luz de la muestra es de 88,0%, la neblina es de 90,1%, y el coeficiente de difusión efectiva de la luz es de 79,3%, que es el más alto entre los difusores de luz orgánicos conocidos. No sólo puede aumentar obviamente la resistencia a la tracción del PMMA, sino que también tiene poco efecto sobre la resistencia a la flexión y la resistencia al impacto entallado, por lo que tiene un buen valor de aplicación práctica. Utilizamos la mezcla de extrusión de doble husillo y el moldeo por inyección para preparar placas de difusión de luz basadas en PMMA con diferente contenido de difusor óptico y adición superficial de microestructura. Se presenta el efecto del difusor óptico y la microestructura en las propiedades ópticas de la placa de difusión óptica. El difusor de luz puede reducir la transmitancia y mejorar la neblina. Sin añadir microestructura, cuando la fracción de masa del difusor de luz es de 0,8%, la penetración de la muestra es de 87,97%, la turbidez es de 94,45%, y el efecto de difusión es mejor. Cuando el contenido de difusor de luz es bajo, la neblina de la placa difusora de luz aumenta mucho y la transmitancia disminuye muy poco.

La película difusora de luz de PET se preparó añadiendo difusor de luz al tereftalato de polietileno (PET) mediante mezcla. Los efectos del índice de refracción y el tamaño de las partículas del difusor de luz en la difusión de la luz se calculan utilizando la teoría de dispersión de Mie, y los resultados de los cálculos teóricos se verifican mediante experimentos. Los resultados muestran que el índice de refracción de las partículas del agente difusor de luz tiene poco efecto sobre el efecto de la difusión de la luz, pero la influencia del tamaño de las partículas es mayor, lo que concuerda con los resultados de los cálculos teóricos. Se discutió el efecto y la razón de la cantidad de difusor de luz sobre el efecto de difusión de luz, y se preparó la película de difusión de luz de PET con una transmitancia de luz de 85,3% y una bruma de 90,86%.

El índice de refracción de las partículas de agente de difusión de luz tiene poco efecto sobre el efecto de la difusión de la luz, pero la influencia del tamaño de las partículas es mayor, pero en la aplicación práctica, depende de sus materias primas, thinckness y los requisitos de los detalles.

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