Jak wykonać poliwęglan rozpraszający światło stosowany w oświetleniu LED?

Materiał rozpraszający światło odnosi się do materiału, który może przekształcić punktowe i liniowe źródła światła w liniowe i powierzchniowe źródła światła. jest on zwykle przygotowywany przez rozproszenie cząstek rozpraszających światło o różnych współczynnikach załamania światła z podłoża w przezroczystym podłożu. jest również nazywany materiałem rozpraszającym światło lub materiałem astygmatyzmu. Zastosowanie materiałów rozpraszających światło w oświetleniu diodami elektroluminescencyjnymi (LED) jest nowym obszarem zastosowań otwartym w ostatnich latach. Oświetlenie LED jest mocniejsze i bardziej miękkie niż podświetlenie ciekłokrystaliczne, a materiały rozpraszające światło stosowane w oświetleniu LED powinny minimalizować straty światła podczas rozpraszania światła i mieć dobrą wytrzymałość. Dlatego organiczne cząsteczki rozpraszające światło i poliwęglan (PC) są często używane do przygotowania materiałów rozpraszających światło oświetlenia LED o wysokiej przepuszczalności światła i wysokich właściwościach rozpraszania światła. Zasada działania materiału rozpraszającego światło dla oświetlenia LED została przedstawiona na rysunku 1.

W ostatnich latach coraz więcej przedsiębiorstw optoelektronicznych i użytkowników oświetlenia LED zdało sobie sprawę ze znaczenia materiałów rozpraszających światło jako jednolitych materiałów kloszowych do oświetlenia LED; w tym eksperymencie do przygotowania PC rozpraszającego światło do oświetlenia LED użyto akrylowych i silikonowych cząstek rozpraszających światło. Zbadano wpływ tych dwóch rodzajów cząstek rozpraszających światło na właściwości materiałów PC i porównano dyspergowalność, właściwości optyczne i stabilność termiczną dwóch rodzajów materiałów rozpraszających światło.

Część eksperymentalna

1.1 Surowce i sprzęt.

PC,1250Y; akrylowe cząstki rozpraszające światło i krzemoorganiczne cząstki rozpraszające światło, sprzedawane na rynku. Współkierunkowa wytłaczarka dwuślimakowa TE35, produkowana przez Nanjing Keya Co., Ltd.; wtryskarka PT80, produkowana przez Lijin Technology Co., Ltd.; skaningowy mikroskop elektronowy SU70, produkowany przez Hitachi, Japonia; tester przepuszczalności światła/odblasku WGT-S, produkowany przez Guangzhou Standard International Packaging Equipment Co. Ltd.; uniwersalna maszyna wytrzymałościowa CMT6104 i wahadłowa maszyna wytrzymałościowa do badań udarności tworzyw sztucznych ZBC1400-B, wyprodukowane przez Meter Industrial Systems (China Co., Ltd.); miernik szybkości płynięcia XNR-400AM, wyprodukowany przez Chengde Dahua Testing Machine Co., Ltd.; analizator termograwimetryczny Q50, różnicowy kalorymetr skaningowy Q200, wyprodukowane przez American TA Instrument Company.

1.2 przygotowanie próbki

PC suszono w temperaturze 110C przez 12 godzin, a następnie cząstki rozpraszające światło zostały w pełni wymieszane z PC zgodnie z określonym ułamkiem masowym. Próbki przetestowano metodą formowania wtryskowego po granulacji za pomocą wytłaczarki dwuślimakowej.

1.3 testy wydajności.

Dyspersja cząstek rozpraszających światło: próbka była krucha i złamana w ciekłym azocie, a powierzchnia została spryskana złotem i obserwowana za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Dyfuzyjność optyczna została przetestowana zgodnie z GB/T 2410 Mel 2008, udarność z karbem belek o prostym podparciu została przetestowana zgodnie z GB/T 1043.1 Mel 2008, właściwości rozciągające zostały przetestowane zgodnie z GB/T 1040 Mel 2006, a szybkość płynięcia (MFR) została przetestowana zgodnie z GB/T 3682 Mel 2000, 260 °C i 2,16 kg. Analiza termograwimetryczna (TG): próbka została zważona na około 10 mg, atmosfera azotu i szybkość ogrzewania 20 °C/min. Analiza różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC): około 10 mg próbek podgrzano do 150 °C z prędkością 20 °C/min, utrzymywano w stałej temperaturze przez 3 minuty, następnie szybko schłodzono do 20 °C, a następnie podgrzano do 150 °C z prędkością 20 °C/min. Wybrano temperaturę zeszklenia (Tg) drugiego procesu ogrzewania.

Aby uzyskać materiały rozpraszające światło o doskonałych właściwościach, bardzo ważna jest dobra dyspersja cząstek środka rozpraszającego światło w polimerach. Na rysunku 3 widać, że istnieje duża liczba mikrosfer cząstek dyfuzji światła i odpowiadających im otworów w PC dyfuzyjnym w stosunku do przekroju czystego PC. Rozmiar porów akrylowych materiałów rozpraszających światło jest większy niż w przypadku organokrzemowych materiałów rozpraszających światło, a oba rodzaje cząstek rozpraszających światło mogą być dobrze rozproszone w PC.

2.2 Przepuszczalność światła i zamglenie materiałów rozpraszających światło.

Z tabeli 1 i tabeli 2 wynika, że niezależnie od tego, czy jest to akrylowa płyta dyfuzyjna, czy silikonowa płyta dyfuzyjna, wraz ze wzrostem ilości cząstek rozpraszających światło zwiększa się zamglenie materiałów rozpraszających światło i zmniejsza się przepuszczalność światła. W porównaniu z płytką dyfuzyjną o grubości 2 mm z cząstkami rozpraszającymi światło 1,00 phr i płytką dyfuzyjną o grubości 1 mm z cząstkami rozpraszającymi światło 2,00 phr, można zauważyć, że wpływ grubości płytki na przepuszczalność światła i zamglenie jest większy niż ilość cząstek rozpraszających światło.

Na rysunku 4 widać, że po dodaniu niewielkiej ilości organicznych krzemowych cząstek rozpraszających światło (np. 0,5 phr), zamglenie płyty PC może osiągnąć efekt 2 phr akrylowej płyty rozpraszającej światło, ale przepuszczalność światła jest niższa. Powodem jest to, że cząstki dyfuzji światła krzemoorganicznego mają mniejszy rozmiar cząstek i współczynnik załamania światła, więc mają lepszy wpływ na zwiększenie zamglenia. Na rysunku 4 widać również, że chociaż ilość akrylowych cząstek rozpraszających światło jest znacznie większa niż ilość cząstek krzemoorganicznych przy tym samym zamgleniu, akrylowe materiały rozpraszające światło mają wyższą przepuszczalność światła niż krzemoorganiczne materiały rozpraszające światło. Powodem jest to, że cząsteczki kwasu akrylowego pochłaniają mniej światła niż cząsteczki krzemoorganiczne.

2.3Właściwości mechaniczne i MFR.

Z tabel 3 i 4 wynika, że wytrzymałość na rozciąganie, odkształcenie przy zerwaniu i MFR PC nie zmieniają się znacznie wraz z ilością cząstek rozpraszających światło. Jednak akrylowe cząstki rozpraszające światło mogą zmniejszać udarność PC, ale dodanie niewielkiej ilości akrylowych cząstek rozpraszających światło do PC powoduje znaczny spadek udarności, podczas gdy organokrzemowe cząstki rozpraszające światło mają niewielki wpływ na udarność PC. Powodem jest to, że rozmiar cząstek cząstek kwasu akrylowego rozpraszających światło jest większy (3 ~ 5 μm). Duże cząstki łatwo powodują defekty, co skutkuje znacznym spadkiem udarności. Jednak rozmiar cząstek krzemoorganicznych wynosi tylko około 2 μm, co ma niewielki wpływ na udarność.

2.4 Stabilność termiczna

Początkowa temperatura rozkładu termicznego cząstek wynosi około 290 °C. Początkowa temperatura rozkładu termicznego PC wynosi około 430 °C. Można zauważyć, że stabilność termiczna dwóch rodzajów cząstek rozpraszających światło jest gorsza niż w przypadku PC, a organokrzemowe materiały rozpraszające światło mają lepszą stabilność termiczną niż akrylowe materiały rozpraszające światło.
PC ma wysoką lepkość i wysoką temperaturę przetwarzania, więc cząstki dyfuzji światła muszą mieć pewną stabilność termiczną. Na rysunku 5 widać, że początkowa temperatura rozkładu termicznego akrylowych cząstek rozpraszających światło wynosi około 230 ° C silikonowej dyfuzji światła.

Ponieważ początkowa temperatura rozkładu termicznego materiałów fotodyfuzyjnych krzemoorganicznych wynosi około 290 °C, a dawka jest mniejsza niż 1,00 phr, mają one dobrą stabilność termiczną do formowania w temperaturze poniżej 300 °C.

Utrata masy akrylowych materiałów dyfuzyjnych nie występuje aż do 354 ° C, co ma niewielki wpływ na przetwarzanie w temperaturze 300 ° C. Jednak krzywa 200 ° -354 ° C (kropkowana ramka na rysunku 5) jest powiększona, jak pokazano na rysunku 5b, i można zauważyć, że materiał dyfuzyjny z cząstkami dyfuzji światła doświadczył niewielkiej utraty masy termicznej w 230 ° C. Porównanie krzywej 2 i krzywej 3 pokazuje, że wraz ze wzrostem ilości cząstek dyfuzji światła (od 1,00 phr do 4,00 phr), termiczna utrata masy PC dyfuzji światła jest bardziej oczywista. Dlatego cząstki fotodyfuzji kwasu propenowego wpłyną na stabilność termiczną PC, a ich dodatek nie powinien być zbyt duży, w przeciwnym razie rozkład termiczny cząstek fotodyfuzji w procesie przetwarzania wpłynie na właściwości materiałów dyfuzyjnych światła.

Na rysunku 6 widać, że Tg akrylowych cząstek rozpraszających światło wynosi 137,7 °C, a Tg PC wynosi 150,2 °C, gdy silikonowe cząstki rozpraszające światło są niższe niż 200 °C. Dodanie cząstek rozpraszających światło do PC powoduje spadek jego Tg. Powodem jest to, że sferyczne cząstki rozpraszające światło równomiernie rozproszone w PC przyczyniają się do ruchu segmentów molekularnych PC, więc Tg jest zmniejszona.

3 wnioski.

A) Przygotowanie akrylowych i silikonowych cząstek rozpraszających światło.
Uzyskano materiały PC rozpraszające światło do oświetlenia LED, a dwa rodzaje cząstek środka rozpraszającego światło są mikronowe i mogą być dobrze zdyspergowane w PC.

B) rozmiar cząstek akrylowych cząstek rozpraszających światło jest większy niż rozmiar cząstek krzemoorganicznych cząstek rozpraszających światło, a odpowiednie materiały rozpraszające światło mają większą przepuszczalność światła, gdy osiągną ten sam stopień zamglenia (2,00 ~ 5,00 phr).

C) silikonowe materiały rozpraszające światło mogą osiągnąć wysokie zamglenie poprzez dodanie niewielkiej ilości cząstek rozpraszających światło (mniej niż 1,00 phr) i mogą utrzymać wysoką udarność i dobrą stabilność termiczną przetwarzania PC.