Niespodzianka! Znaleźliśmy materiał, który nie tylko skutecznie poprawia zamglenie rozproszenia światła, ale także utrzymuje wysoką przepuszczalność.

1 przedmowa.

Jako źródło światła czwartej generacji, dioda elektroluminescencyjna (LED) ma szereg zalet, takich jak niskie zużycie energii, niewielkie rozmiary, szybka reakcja, wysoka niezawodność, długa żywotność itp.

W ostatnich latach, napędzane koncepcją oszczędzania energii i ochrony środowiska, oświetlenie LED zapoczątkowało szybki rozwój, zastępując tradycyjne źródła światła i było szeroko stosowane w wyświetlaczach, oświetleniu, sygnalizacji świetlnej i innych dziedzinach. Jednak ciepło źródeł światła LED jest poważne, więc stawia wyższe wymagania dotyczące odporności na ciepło materiałów peryferyjnych, takich jak klosze i oprawki lamp. Materiał poliwęglanowy (PC) ma doskonałe właściwości optyczne, mechaniczne, odporność na ciepło i właściwości dielektryczne, dzięki czemu jest idealnym materiałem do produkcji lamp i latarni LED. Ze względu na wysoką wydajność świetlną i silną kierunkowość, źródło światła składające się z koralików lampy LED i jej tablicy jest silne, co łatwo powoduje uszkodzenie ludzkich oczu, dlatego konieczne jest użycie materiału rozpraszającego światło jako przedniej osłony źródła światła LED, aby przekształcić je w bardziej jednolite i miękkie źródło światła powierzchniowego. Materiały rozpraszające światło są zwykle przygotowywane przez rozproszenie cząstek rozpraszających światło w przezroczystej matrycy polimerowej i mają wysoką przepuszczalność światła i zamglenie, które mogą osiągnąć dobry efekt wyrównania pod warunkiem małej utraty natężenia światła [3]. Polistyren, polimetakrylan metylu i krzemionka są powszechnie stosowane w fotodyfuzyjnych materiałach PC, ale zakres zastosowań tych materiałów jest w pewnym stopniu ograniczony ze względu na ich stosunkowo wysoki koszt. W niniejszym artykule zbadano wpływ boehmitu na wydajność PC. Wyniki pokazują, że boehmit może nie tylko utrzymać doskonałe właściwości mechaniczne PC, ale także zapewnić dobry efekt dyfuzji światła i płynność przetwarzania, co powinno zapewnić bardziej opłacalne rozwiązanie dla wielkoskalowego sprzętu oświetleniowego LED.

2. Część eksperymentalna

2.1 główne surowce i sprzęt.
Żywica PC: klasa przemysłowa, szybkość płynięcia wynosi 3 g 10 min, Mitsubishi Co., Ltd.; Boehmit: wielkość cząstek 2 μm, Anhui Yishitong Co., Ltd. Inne środki pomocnicze: dostępne na rynku. Wytłaczarka dwuślimakowa: STS-35, Nanjing Kobelong Machinery Co., Ltd.; wtryskarka: HTF86/TJ, China Haitian plastic Machinery Co., Ltd.; Uniwersalna maszyna testująca: CMT6103, Shenzhen New Sansi material testing Co, Ltd.; tester udarności: BPI-5.5STAC, Zwick/Roell, Niemcy; tester szybkości płynięcia: BMF-003, Zwick/Roell z Niemiec; miernik przepuszczalności światła widzialnego: BTR-1S, Hebei Xianhe Science and Technology Co, Ltd. Skaningowy mikroskop elektronowy: Smur3400N, Beijing Tianmei (China) Scientific Instruments Co, Ltd.

2.2 przygotowanie PC do fotodyfuzji.
Eksperymentalną formułę fotodyfuzji PC przedstawiono w tabeli 1. Zgodnie z formułą, składniki są w pełni mieszane i dodawane do leja zasypowego wytłaczarki. Temperatura wytłaczania od pierwszej do dziesiątej strefy wynosi 140,270,270,260,260,250,250,250,270 °C, prędkość ślimaka 300 obr/min, a posuw 30 kg/h. Po pokrojeniu i wysuszeniu taśmy do wytłaczania, mechanika i kwadratowa płyta są przygotowywane za pomocą mechanizmu formowania wtryskowego. Temperatura wtrysku wynosi 300 °C, ciśnienie i prędkość wtrysku wynoszą odpowiednio 800,144 MPa i 55% ~ 99%. Po wyregulowaniu splajnów w temperaturze 25 °C i wilgotności 50% przez 24 godziny, przeprowadzono powiązane testy.

2.3 testowanie wydajności.
Przepuszczalność światła i zamglenie zmierzono za pomocą kwadratowej płytki o grubości 2,0 mm. Warunek testowy wskaźnika topnienia wynosi 300 °C 1,2 kg. Właściwości mechaniczne są testowane zgodnie z normą ASTM. Prędkość próby rozciągania wynosi 50 mm/min, a prędkość próby zginania 2 mm/min.

3 wyniki i dyskusja.
3.1 Wpływ boehmitu na właściwości optyczne PC

Skład boehmitu to γ-AlOOH, a jego kryształ jest biały w temperaturze pokojowej. Morfologia boehmitu jest sześciennym kryształem o wielkości cząstek około 2 μm według SEM, a jego kształt i rozmiar są regularne i jednolite (rys. 1a), co jest podstawą jego dobrego efektu optycznego. Po dodaniu boehmitu do żywicy PC można go dobrze zdyspergować, nie ma agregatu o dużych rozmiarach, liczba cząstek rozpraszających światło w układzie nie zostanie zmniejszona z powodu aglomeracji, a ze względu na brak interakcji wiązanie między boehmitem a żywicą PC jest słabe, istnieje między nimi pewna szczelina (rysunek 1b), co również wzmacnia efekt rozpraszania światła na interfejsie [6].

Wpływ boehmitu na przepuszczalność światła i zamglenie PC pokazano na rysunku 2. Wraz ze wzrostem zawartości boehmitu przepuszczalność światła PC malała liniowo. Gdy zawartość boehmitu osiągnęła 3,0%, przepuszczalność światła spadła z 89,1% czystego PC do 58,8%, która pozostała na wysokim poziomie. Wynika to z faktu, że współczynnik załamania światła boehmitu wynosi od 1,63 do 1,67, czyli jest zbliżony do współczynnika załamania światła PC. Pod względem zamglenia, gdy zawartość boehmitu wynosi 0,5%, zamglenie gwałtownie wzrasta z 5,0% czystego PC do 74,7%. Gdy zawartość boehmitu wynosi 2,0%, zamglenie wynosi ponad 90% (93,2%), ale gdy zawartość jest dalej zwiększana do 3,0%, zamglenie wzrasta tylko do 94,5%. Praktyczne zastosowanie odpowiednich produktów w tej dziedzinie nie jest znaczące.

W strukturze molekularnej PC stabilność wiązań węglanowych jest słaba. W środowisku przetwarzania boehmit jako rodzaj wodorotlenku może katalizować hydrolizę wiązań węglanowych, powodując zmniejszenie masy cząsteczkowej PC. Na rysunku 3 widać, że wraz ze wzrostem zawartości boehmitu wskaźnik topnienia PC gwałtownie wzrasta z 3,5 g 10 min do 20,0 g 10 min. Jeśli chodzi o wytrzymałość, udarność z karbem PC została zmniejszona z 935,7 Jago do 725,0 Jago po dodaniu 3,0% boehmitu, ale nadal utrzymywała się na wysokim poziomie. Biorąc pod uwagę, że cząstki boehmitu rozproszone w PC są punktem defektu, który musi mieć negatywny wpływ na udarność, spekuluje się, że spadek masy cząsteczkowej PC i jego wpływ na wytrzymałość są ograniczone, a znaczny wzrost płynności układu zależy głównie od efektu plastyfikującego produktów o niskiej masie cząsteczkowej wytwarzanych przez hydrolizę PC. Z drugiej strony, boehmit może w pewnym stopniu wzmocnić PC, a wytrzymałość na zginanie i moduł PC można zwiększyć odpowiednio ze 100,5 MPa i 2471 MPa do 106,5 MPa i 2701 MPa z dodatkiem 3,0% (rys. 4).

4 wnioski

Dodatek boehmitu do PC może skutecznie poprawić zamglenie i utrzymać wysoką przepuszczalność światła, osiągając w ten sposób dobry efekt dyfuzji światła; boehmit może wzmocnić PC, ale do pewnego stopnia prowadzi do hydrolizy wiązania węglanowego i zmniejszenia masy cząsteczkowej PC, co znacznie zwiększa płynność i nieznacznie zmniejsza wytrzymałość PC. Gdy zawartość boehmitu wynosi 2,0%, właściwości materiału są idealne pod względem efektu dyfuzji światła, właściwości mechanicznych i płynności przetwarzania oraz mają dobre właściwości kompleksowe.