놀랍게도! 우리는 빛 확산의 헤이즈를 효과적으로 개선할 뿐만 아니라 높은 투과율을 유지할 수 있는 소재를 발견했습니다.

1 서문.

4세대 광원인 발광 다이오드(LED)는 낮은 에너지 소비, 작은 크기, 빠른 응답, 높은 신뢰성, 긴 수명 등 다양한 장점을 가지고 있습니다.

최근 몇 년 동안 에너지 절약 및 환경 보호라는 개발 개념에 힘 입어 LED 조명은 급속한 발전을 가져와 기존 광원을 대체하고 디스플레이, 조명, 신호 표시 및 기타 분야에서 널리 사용되었습니다. 그러나 LED 광원의 열은 심각하기 때문에 전등갓 및 램프 홀더와 같은 주변 재료의 내열성에 대한 요구 사항이 더 높아졌습니다. 폴리카보네이트(PC) 소재는 광학적 특성, 기계적 특성, 내열성 및 유전체 특성이 우수하여 LED 램프와 랜턴을 만드는 데 이상적인 소재입니다. 발광 효율이 높고 지향성이 강하기 때문에 LED 램프 비드와 그 배열로 구성된 광원은 강하여 사람의 눈에 손상을 입히기 쉽기 때문에 LED 광원의 전면 커버로 광확산 재료를 사용하여보다 균일하고 부드러운 표면 광원으로 변환해야합니다. 광 확산 재료는 일반적으로 투명한 폴리머 매트릭스에 광 확산기 입자를 분산시켜 제조되며 높은 광 투과율과 헤이즈를 가지며, 이는 작은 광도 손실 조건에서 좋은 레벨링 효과를 얻을 수 있습니다 [3]. 폴리스티렌, 폴리 메틸 메타 크릴 레이트 및 실리카는 일반적으로 광 확산 PC 재료에 사용되지만 상대적으로 높은 비용으로 인해 이러한 재료의 적용 범위가 어느 정도 제한됩니다. 이 논문에서는 보마이트가 PC의 성능에 미치는 영향에 대해 연구했습니다. 그 결과, 보마이트는 PC의 우수한 기계적 특성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 우수한 광확산 효과와 가공 유동성을 제공하여 대형 LED 조명 장비에 보다 비용 효율적인 솔루션을 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.

2. 실험 부분

2.1 주요 원자재 및 장비.
PC 수지: 산업용 등급, 용융 유속은 3g/10분, 미쓰비시 주식회사; 보에마이트: 입자 크기 2μm, 안후이 이시통 주식회사. 기타 보조 장치 : 시판 중. 트윈 스크류 압출기: STS-35, 난징 코베롱 기계 유한 회사; 사출 성형기: HTF86/TJ, 중국 아이티 플라스틱 기계 유한 회사; 범용 테스트 기계: CMT6103, 심천 뉴 산시 재료 테스트 유한 회사; 충격 시험기: BPI-5.5STAC, Zwick/Roell, 독일; 용융 유속 시험기: BMF-003, Zwick/Roell, 독일; 가시광선 투과율 측정기: BTR-1S, 허베이 셴허 과학 기술 유한 회사. 주사 전자 현미경: 스머3400N, 베이징 티엔메이(중국) 과학 기기 유한회사(Beijing Tianmei (China) Scientific Instruments Co., Ltd.

2.2 광확산 PC 준비.
광확산 PC의 실험 공식은 표 1에 나와 있습니다. 공식에 따르면, 구성 요소는 완전히 혼합되어 압출기 호퍼에 추가됩니다. 첫 번째 영역에서 열 번째 영역까지의 압출 온도는 140,270,270,260,260,250,250,250,270 °C, 스크류 속도는 300r/min, 이송량은 30kg/h입니다. 압출 스트립을 슬라이스하고 건조시킨 후 사출 성형 메커니즘으로 메커니즘과 사각 판을 준비합니다. 사출 온도는 300°C, 사출 압력과 속도는 각각 800.144MPa 및 55% ~ 99%입니다. 스플라인을 25°C, 50% 습도에서 24시간 동안 조정한 후 관련 테스트를 수행했습니다.

2.3 성능 테스트.
광 투과율과 헤이즈는 두께 2.0mm의 정사각형 판으로 측정했습니다. 용융 지수의 시험 조건은 300°C 1.2kg입니다. 기계적 특성은 ASTM 테스트 표준에 따라 테스트했습니다. 인장 시험 속도는 50mm/min, 굽힘 시험 속도는 2mm/min입니다.

3 결과 및 토론
3.1 보마이트가 PC의 광학적 특성에 미치는 영향

보마이트의 구성은 γ-AlOOH이며 그 결정은 실온에서 흰색입니다. 보마이트의 형태는 SEM 기준 입자 크기가 약 2μm 인 입방 결정이며 모양과 크기가 규칙적이고 균일하여 우수한 광학 효과의 기초가됩니다 (그림 1a). 보마이트가 PC 수지에 첨가되면 잘 분산 될 수 있고, 큰 크기의 응집체가 없으며, 응집으로 인해 시스템의 광 산란 입자 수가 감소하지 않으며, 상호 작용이 없기 때문에 보마이트와 PC 수지 사이의 결합이 약하고 그들 사이에 일정한 간격이있어 (그림 1b) 계면에서 빛의 산란 효과도 향상됩니다 [6].

보마이트가 PC의 빛 투과율과 헤이즈에 미치는 영향은 그림 2에 나와 있습니다. 보마이트 함량이 증가함에 따라 PC의 광 투과율은 선형적으로 감소했습니다. 보마이트 함량이 3.0%에 도달하면 광 투과율은 순수 PC의 89.1%에서 58.8%로 감소하여 여전히 높은 수준을 유지했습니다. 그 이유는 보마이트의 굴절률이 1.63~1.67로 PC와 비슷하기 때문입니다. 헤이즈의 경우, 보마이트의 함량이 0.5%일 때 헤이즈는 순수 PC의 5.0%에서 74.7%로 급격히 증가합니다. 보마이트 함량이 2.0%일 때 연무는 90%(93.2%) 이상이지만 함량을 3.0%로 더 늘리면 연무는 94.5%까지만 증가합니다. 이 분야에서 해당 제품의 실제 적용은 중요하지 않습니다.

PC의 분자 구조에서 탄산염 결합의 안정성은 좋지 않습니다. 가공 환경에서 수산화물의 일종인 보마이트는 탄산염 결합의 가수분해를 촉매하여 PC의 분자량을 감소시킬 수 있습니다. 그림 3에서 보마이트 함량이 증가함에 따라 PC의 용융 지수가 3.5g 10분에서 20.0g 10분으로 급격히 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 인성 측면에서 PC의 노치 충격 강도는 3.0% 베마이트가 추가되면서 935.7 Jago에서 725.0 Jago로 감소했지만 여전히 높은 수준을 유지했습니다. PC에 분산된 보마이트 입자가 충격강도에 부정적인 영향을 미칠 수밖에 없는 결함점임을 고려할 때, PC의 분자량 감소와 인성에 미치는 영향은 제한적이며, 시스템의 유동성이 크게 증가한 것은 주로 PC에서 가수분해로 생성된 저 분자량 생성물의 가소화 효과에 의한 것으로 추측됩니다. 반면에 보마이트는 PC를 어느 정도 강화할 수 있으며, 3.0%를 첨가하면 PC의 굽힘 강도와 계수를 각각 100.5MPa 및 2471MPa에서 106.5MPa 및 2701MPa로 증가시킬 수 있습니다(그림 4).

4 결론

PC에 보마이트의 첨가는 헤이즈를 효과적으로 개선하고 높은 광 투과율을 유지하여 좋은 광 확산 효과를 얻을 수 있으며, 보마이트는 PC를 향상시킬 수 있지만 어느 정도 탄산염 결합의 가수 분해와 PC의 분자량 감소로 이어져 유동성을 크게 증가시키고 PC의 인성을 약간 감소시킬 수 있습니다. 보마이트의 함량이 2.0% 인 경우 재료 특성은 광 확산 효과, 기계적 특성 및 가공 유동성에서 이상적이며 포괄적 인 특성이 우수합니다.