Jak wytworzyć przedmieszkę rozpraszającą światło i jej wpływ na właściwości kompozytów poliwęglanowych?

Unikalna struktura środka rozpraszającego światło sprawia, że wykazuje on specjalne właściwości optyczne, a zmodyfikowany nim polimer może spełniać wymagania niektórych specjalnych materiałów optycznych. Aby uzyskać dobre właściwości optyczne, zbadano wpływ dyfuzora optycznego na właściwości optyczne, morfologię przy słabym oświetleniu, właściwości mechaniczne i stabilność termiczną PC poprzez zmianę ilości wypełnienia środkiem rozpraszającym światło.

Tradycyjna metoda przygotowania dyfuzji światła polega na dodaniu dyfuzora aurorycznego do komputera, a światło będzie wielokrotnie załamywać się przez powierzchnię drobnych cząstek, aby uzyskać efekt wyrównania światła. Jednak światło nie może przechodzić przez te nieorganiczne cząstki, co powoduje dużą utratę energii świetlnej, co jest trudne do osiągnięcia efektu przyrostowego. Obecny organiczny dyfuzor światła sam w sobie może przenikać światło, a utrata energii świetlnej jest niewielka, co może skutecznie osiągnąć efekt jednolitego światła i transmisji światła. Główne parametry techniczne charakteryzujące kompozyty rozpraszające światło obejmują przepuszczalność światła i zamglenie. Ogólnie rzecz biorąc, wzrost zamglenia prowadzi do spadku przepuszczalności światła, a zarządzanie transmisją abażuru używanego w życiu codziennym nie jest wysokie, innymi słowy, część energii świetlnej została utracona, więc rozwój optycznych kompozytów dyfuzyjnych o doskonałych właściwościach optycznych może skutecznie oszczędzać energię elektryczną.

2.1 Materiały eksperymentalne
Odczynniki chemiczne użyte w eksperymencie przedstawiono w tabeli 2-1.

Tabela 2.1 Materiały i odczynniki

2.2 główne przyrządy i sprzęt używany w eksperymencie

a. Elektryczna suszarka szokowa o stałej temperaturze

b. Dwuślimakowa wytłaczarka współkierunkowa

c. Maszyna do formowania wtryskowego tworzyw sztucznych

d. Tester przepuszczalności światła/odblasku

e. Prototyp z nacięciami

f. Elektrooptyczna waga analityczna

2.3 Eksperimentalna formuła kompozytów PC/KMP590

2.4Sformułowanie eksperymentalne PC/PMMA comateriały kompozytowe

2.5Formuła eksperymentalna kompozytów PC/KMP590-Ti

2.6 Eksperymentalna formuła PC/PMMA-Materiały kompozytowe Ti

(1) Rozmiar cząstek i rozkład wielkości cząstek.
Zgodnie z danymi dotyczącymi wielkości cząstek i rozkładu wielkości cząstek uzyskuje się średni rozmiar cząstek i rozkład wielkości cząstek.
Dyfuzję światła rozproszono w etanolu i rozcieńczono do określonego stężenia, a po 5 minutach rozproszono za pomocą ultradźwięków. Wielkość cząstek analizowano za pomocą analizatora wielkości i potencjału nanocząstek Zetasize 3000HSA (zakres analizy wielkości cząstek wynosi 2-3000nm) wyprodukowanego przez firmę Malvern w Anglii.

(2) Transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM).
Transmisyjny mikroskop elektronowy (TME) przesyła przyspieszoną i skoncentrowaną wiązkę elektronów do bardzo cienkiej próbki, a elektrony zderzają się z atomami w próbce, zmieniając kierunek, co powoduje trójwymiarowe rozpraszanie kątowe. Kąt rozproszenia jest związany z gęstością i grubością próbki, dzięki czemu może tworzyć różne jasne i ciemne obrazy, które są wykorzystywane głównie do obserwacji mikromorfologii i rzeczywistej wielkości cząstek materiałów ziarnistych.
Odpowiednią ilość rozpraszacza światła zdyspergowano w roztworze etanolu i przez 20 minut poddawano superdyspersji. Próbki wysuszono na siatce miedzianej obciążonej folią metodą zawieszenia, a proszek talku analizowano za pomocą TEM za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego JEOL 200CX.

(3) skaningowy mikroskop elektronowyope (SEM).
Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) to metoda analityczna służąca do obserwacji rozkładu i dyspersji materiałów ziarnistych poprzez wykorzystanie wiązki elektronów do tworzenia różnych sygnałów po wielu elastycznych i nieelastycznych rozproszeniach na powierzchni próbki oraz do odbierania i przetwarzania tych sygnałów. Ostatecznie pokazuje morfologię powierzchni próbki na rurze obrazowej.

Analizę SEM środka rozpraszającego światło przeprowadzono za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego JSM-6700F o wysokiej rozdzielczości. Ponieważ środek rozpraszający światło nie przewodzi prądu elektrycznego, złoto zostało rozpylone na powierzchni próbki za pomocą urządzenia do napylania LDM150D przed analizą SEM, aby zmniejszyć gromadzenie się ładunku.

(4) Test zamglenia przepuszczalności światła.
Ponieważ dyfuzor światła jest proszkiem, dyfuzor światła jest zaskakiwany i prasowany przed testem, a następnie przepuszczalność mgły jest testowana za pomocą testera przepuszczalności światła / zamglenia. Wzór jest następujący:
Przepuszczalność światła% = całkowita przepuszczalność światła przez próbkę / strumień światła padającego * 100%.
haze% = (rozproszony strumień świetlny przyrządu i testu/całkowity przepuszczony strumień świetlny przechodzący przez próbkę-rozproszony strumień świetlny przyrządu/przypadkowy strumień świetlny)

(5) Bobracanie test pozostałości.
Dokładnie zważyć określoną ilość przedmieszki rozpraszającej światło, a następnie umieścić ją w piecu oporowym typu skrzynkowego, spalać w temperaturze 600 stopni Celsjusza przez 4 godziny, a następnie zważyć, aby określić pozostałość po spalaniu. Wzór jest następujący:
Rzeczywista zawartość% = g po spalaniu / g przed spalaniem * 100%

(6) test bieli.
Białość rozproszenia światła jest testowana za pomocą testera białości.

2.5 Wyniki i dyskusja.

2.5.1 Analiza wydajności optycznego środka dyfuzyjnego i analiza eksperymentalna pozostałości po spalaniu przedmieszki optyczno-dyfuzyjnej.
(1) Wielkość cząstek i rozkład wielkości cząstek.
Rozkład wielkości cząstek trzech środków rozpraszających światło pokazano na rysunku 2.1. Średnia wielkość cząstek KMP590 wynosi 2,2um, średnia wielkość cząstek Tio wynosi 3,0um, a średnia wielkość cząstek Tio wynosi 190nm. Zakres rozkładu wielkości cząstek KMP590 i PMMA jest niewielki, a Tio ma wiele zakresów rozkładu wielkości cząstek.

(2) morfologia mikroskopowa.
Analizę TEM środka rozpraszającego światło przedstawiono na rysunku 2.2. Jak widać na rysunku, struktura KMP590 jest regularna i sferyczna, struktura PMMA jest regularna i sferyczna, a struktura TiO2 jest nieregularna i typu cząsteczkowego.

(2) morfologia mikroskopowa.
Analizę TEM środka rozpraszającego światło przedstawiono na rysunku 2.2. Jak widać na rysunku, struktura KMP590 jest regularna i sferyczna, struktura PMMA jest regularna i sferyczna, a struktura Tio jest nieregularna i typu cząsteczkowego.

Analiza obrazu SEM środka rozpraszającego światło jest pokazana na rysunku 2.3. Jak widać na rysunku, na rysunku a kształt Tio2 jest nieregularny, jest to typ cząstek, a wielkość cząstek wynosi około 190 nm. Rysunek b pokazuje, że kształt KMP590 jest regularny, rozkład wielkości cząstek jest bardziej jednolity, rozmiar cząstek wynosi około 2,2um, a rysunek C pokazuje, że kształt PMMA jest bardziej regularny, rozkład wielkości cząstek jest jednolity, a rozmiar Lingjing wynosi około 3um.

(3) analiza przepuszczalności/odcienia.
Dyfuzor światła został wciśnięty do tabletki, a przepuszczalność światła mgły została przetestowana za pomocą testera przepuszczalności światła / mgły. Ten artykuł daje lepsze wyjaśnienie zmiany właściwości optycznych dyfuzji światła. Tabela 2.7 przedstawia dane dotyczące mgły i przepuszczalności światła dyfuzora światła, można zauważyć, że przepuszczalność światła Tio2 jest stosunkowo niska, a mgła jest stosunkowo wysoka, co ma duży wpływ na właściwości optyczne materiału.

Dane testowe białości dyfuzora światła pokazano na rysunku 2.8. Białość Tio2 jest niska, a dodanie zbyt dużej ilości Tio2 spowoduje żółknięcie kompozytu, dlatego w procesie przygotowania dodajemy bardzo małą ilość Tio2.

(4) Test pozostałości po spaleniu przedmieszki.
Tabela 2.9 przedstawia dane eksperymentalne pozostałości po spaleniu koncentratu, a rzeczywista proporcja przygotowanego koncentratu jest zbliżona do proporcji teoretycznej (zakres błędu wynosi "0,6%). Ustalono, że zawartość dyfuzora światła w trzech rodzajach przedmieszki MKMP590 i MPMMA, MTio2 wynosi odpowiednio 9,74wt%, 9,56wt%, 9,46wt%. Zawartość dyfuzora światła w materiale rozpraszającym światło PC jest dokładniejsza.

2.5.2 Analiza właściwości optycznych kompozytów dyfuzyjnych.

(1) Analiza wydajności optycznej.
Przepuszczalność światła czystego PC wynosi 89%-92%, a mgły 14%-16%. Zmiana właściwości optycznych materiału rozpraszającego światło wynika głównie ze zjawiska dyfuzji światła materiału, a zmiana właściwości optycznych materiału rozpraszającego światło wynika głównie ze zjawiska dyfuzji światła materiału, a podstawową przyczyną zjawiska dyfuzji światła jest zniszczenie jednorodności medium. Gdy wielkość cząstek w ośrodku osiągnie rząd wielkości długości fali światła widzialnego, jeśli istnieje pewna różnica współczynnika załamania światła między fazą rozproszoną a fazą ciągłą, cząstki fazy rozproszonej mogą być wykorzystane jako źródło stymulujących fal pod działaniem światła społecznego. Odchylenie danych właściwości optycznych kompozytów badano za pomocą powtarzalnych eksperymentów.

Na rysunku 2.4 widać, że przepuszczalność światła kompozytu maleje wraz ze wzrostem zawartości KMP590 w rozpraszaczu światła. Gdy zawartość KMP590 osiągnie 2,0%, przepuszczalność światła wynosi 54,5%. Średnie odchylenie powtarzanego eksperymentu wynosi 0,222-0,376%, a odchylenie standardowe wynosi 0,304-0,75%. Jak widać na rysunku 2.5, wraz ze wzrostem zawartości KMP590 w dyfuzorze światła, zamglenie kompozytu wzrasta, a gdy zawartość KMP590 osiąga 2,0%, zamglenie kompozytu wzrasta. Zamglenie wynosi 92,8%, średnie odchylenie powtarzanych eksperymentów wynosi 0,216-0,4%, a odchylenie standardowe wynosi 0,305-0,519%. Wynika to ze zjawiska rozpraszania szybkości produkcji światła spowodowanego przez dyfuzor światła w matrycy PC w Chinach. Powtarzające się dane eksperymentalne pokazują, że proces przedmieszki jest stabilny, a średnie odchylenie i odchylenie standardowe są niewielkie.

Jak widać na rysunku 2.6, wraz ze wzrostem zawartości KMP590 w rozpraszaczu światła (zawartość Tio2 jest stała), przepuszczalność światła kompozytu maleje. Gdy zawartość KMP590 osiągnie 2,0%, przepuszczalność światła wynosi 54,2%. Średnie odchylenie powtarzanego eksperymentu wynosi 0,353-1,860%, a odchylenie standardowe wynosi 0,452-2,490%. Jak widać na rysunku 2.7, wraz ze wzrostem zawartości KMP590 w środku rozpraszającym światło (zawartość Tio2 pozostaje taka sama), mgła kompozytu wzrasta. Gdy zawartość KMP590 osiąga 2,0%, mgła wynosi 94,8%. Powtarzające się dane eksperymentalne pokazują, że proces przedmieszki jest stabilny, a średnie odchylenie i odchylenie standardowe są niewielkie.

Na rysunku 2.8 widać, że przepuszczalność światła kompozytu maleje wraz ze wzrostem zawartości PMMA w dyfuzorze światła, a gdy zawartość PMMA osiągnie 2,0%, przepuszczalność światła kompozytu wynosi 59,5%. Jak widać na rysunku 2.9, wraz ze wzrostem zawartości PMMA w dyfuzorze światła, mgła kompozytu wzrasta, a gdy zawartość PMMA osiągnie 2,0%, zamglenie wynosi 92,5%. Powtarzane eksperymenty pokazują, że proces przedmieszki jest stabilny.

Jak widać na rysunku 2.10, wraz ze wzrostem zawartości PMMA w środku rozpraszającym światło (zawartość Tio2 jest stała), mgła kompozytu wzrasta, a gdy zawartość PMMA osiąga 2,0%, zamglenie wynosi 94,2%. Powtarzane eksperymenty pokazują, że proces przedmieszki jest stabilny.
Zgodnie z danymi z testów optycznych, właściwości optyczne przygotowanych kompozytów dyfuzyjnych można łączyć. Przepuszczalność światła > 50%, mgła > 90%. Efekt rozpraszania PMMA jest lepszy niż KMP590. Powtarzające się dane eksperymentalne pokazują, że proces przedmieszki jest stabilny, a odchylenie standardowe jest niewielkie.

Rysunki 2.12 i 2.13 pokazują, że przepuszczalność światła kompozytu rozpraszającego światło z nieorganicznym nanonapełniaczem Tio2 jest podobna do tej bez dodatku. Z rysunków 2.14 i 2.15 widać, że dodanie nieorganicznej nano-mieszanki rozpraszającej światło Tio2 ma oczywisty wpływ na zamglenie materiału.

(2) Analiza wydajności ciągnięcia.
FRysunek 2.16 przedstawia krzywą wytrzymałości na rozciąganie kompozytów ze środkiem rozpraszającym światło wypełnionych PC z 0: 2,0% (wagowo) rozpraszaczem światła.
Jak widać na rysunku, wraz ze wzrostem zawartości cząstek rozpraszających światło, ma to niewielki wpływ na wytrzymałość na rozciąganie kompozytów rozpraszających światło, która wynosi około 60 MPa, ponieważ cząstki rozpraszające światło nie są łatwe do wytworzenia efektu koncentracji naprężeń.

(3) analiza wpływu na wydajność.

Rysunek 2.17 przedstawia krzywą udarności kompozytu rozpraszającego światło po wypełnieniu PC dyfuzorem optycznym 0: 2,0% (masa). Dodatek środka rozpraszającego światło KMP590 ma niewielki wpływ na udarność kompozytów rozpraszających światło. Po dodaniu środka rozpraszającego światło PMMA, właściwości udarności spadają z około 70 kJ/m2 czystego PC do około 18 kJ/m2. Wynika to z faktu, że rozmiar cząstek PMMA wynosi około 3um, co łatwo powoduje defekty, co skutkuje znacznym spadkiem udarności.

(4) Analiza wydajności cieplnej.
Próbkę badano za pomocą różnicowego kalorymetru skaningowego TA DSC 822. Próbkę w ilości 8 ~ 10 mg podgrzano do 600 K z szybkością ogrzewania 10 K / min, a stałą temperaturę 5 min obniżono do temperatury pokojowej z szybkością eliminacji historii termicznej 10 K / min i zarejestrowano zmianę zawartości ciepła w procesie chłodzenia.

Rysunek 2.18 przedstawia nieizotermiczną krzywą krystalizacji kompozytów rozpraszających światło, z której widać, że Tg (temperatura konwersji szkła) tworzyw sztucznych zmniejsza się wraz z dodaniem rozpraszacza światła. Ponieważ cząstki czynnika rozpraszającego światło przyczyniają się do krótkiego ruchu łańcucha molekularnego cząstek PC, Tg spada.

(5) Analiza obrazu SEM.
To, czy dyfuzor optyczny jest równomiernie rozproszony w matrycy PC, jest jednym z ważnych czynników wpływających na właściwości optyczne kompozytów PC. Przeanalizowano obrazy SEM kompozytów fotodyfuzyjnych. Rysunek 2.19 przedstawia obraz SEM przekroju pęknięcia kompozytów fotodyfuzyjnych po hartowaniu ciekłym azotem.

Na rysunku widać, że dyfuzor optyczny o średnim rozmiarze cząstek 2,2um jest równomiernie rozproszony w PC, a środek rozpraszający światło nadal wykazuje kulistą strukturę, a kompozyt przygotowany metodą przedmieszki sprawia, że środek rozpraszający światło jest dobrze rozproszony w kompozycie, co jest korzystne dla poprawy właściwości optycznych.

2.6 Podsumowanie niniejszego rozdziału.
W tym rozdziale omówiono przygotowanie przedmieszki LDA przy użyciu środka rozpraszającego światło i poliwęglanu jako surowców, a także przygotowanie i właściwości kompozytu ze środkiem rozpraszającym światło. Zbadano wpływ środka dyfuzyjnego na kompozyty poprzez rodzaj środka dyfuzyjnego i ilość wypełnienia środkiem dyfuzyjnym.

• 1). Właściwości optyczne dyfuzora optycznego badano poprzez testowanie zamglenia, przepuszczalności i bieli środka rozpraszającego światło. Analiza mikrostruktury i test wielkości cząstek dyfuzji światła obserwowane za pomocą SEM, TEM pokazują, że struktura środka rozpraszającego światło KMP590 jest kulista, a wielkość cząstek wynosi około 2,2um, struktura środka rozpraszającego światło PMMA jest kulista, a wielkość cząstek wynosi około 3,0um, a struktura środka rozpraszającego światło Tio2 jest nieregularna, a wielkość cząstek wynosi około 190nm. Dzięki eksperymentowi z pozostałościami po spaleniu przedmieszki ustalono, że zawartość dyfuzora światła w trzech rodzajach przedmieszki MK590, PMMA i MTio2 wynosi 9,74 wt%, 9,56 wt% i 9,46%, dzięki czemu zawartość dyfuzora światła w materiale dyfuzyjnym PC ma dokładniejszą zawartość.

• 2). Wraz ze wzrostem zawartości KMP590 w rozpraszaczu światła, przepuszczalność światła kompozytów rozpraszających światło zmniejsza się, a mgła wzrasta. Proces wytwarzania kompozytów metodą dwuślimakową jest stabilny, powtarzane eksperymenty są niewielkie, a odchylenie standardowe wynosi od 0,265% do 2,490%. Efekt rozpraszania światła dyfuzora PMMA jest nieco lepszy niż w przypadku kompozytów z KMP590; i Tio2. W porównaniu z kompozytami bez Tio2, przepuszczalność światła kompozytów ma niewielką różnicę, ale mgła wyraźnie wzrasta.

• 3). Na podstawie analizy obrazu SEM przygotowanych kompozytów dyfuzyjnych światła stwierdzono, że kompozyty dyfuzyjne światła przygotowane metodą przedmieszki dwuślimakowej są równomiernie rozproszone, a ich kształt jest nienaruszony.

• 4). Po dodaniu dyfuzora światła właściwości podciągania kompozytów rozpraszających światło zmieniają się w niewielkim stopniu i wynoszą około 60 MPa. Po dodaniu dyfuzora światła KMP590, ma on niewielki wpływ na właściwości udarności kompozytów dyfuzyjnych, ale po dodaniu dyfuzora światła PMMA, właściwości udarności spadają z około 70 kJ/m2 czystego PC do około 18 kJ/m2.

• 5). Po dodaniu dyfuzora światła, Tg (temperatura konwersji szkła) tworzyw sztucznych zmniejszyła się, a właściwości termiczne nieznacznie spadły.