光擴散劑的基本參數(shù)與性能關(guān)系

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上光擴散劑的基本參數(shù)與性能關(guān)系1）光擴散劑的折射率須大于基體樹脂材料嗎？ 目前在網(wǎng)上搜索一下，發(fā)現(xiàn)了相互矛盾的不同講法及觀點。有些人認為“要滿足透光不透明即透光又勻光的效果，光擴散劑的光折射率要比樹脂的折射率高。我們常用的不飽和樹脂的光線折射率為1.544，亞克力樹脂的光線折射率為1.4910。過分的高于或者低于樹脂的光線折射率會造成大量的反射，影響了透光率，接近樹脂折射率，會減少光散射的路徑，透明度下降少，無法有效的遮蔽光源?！?但日本信越有機硅的對外公開正式產(chǎn)品宣傳中，強調(diào)“（因為）有機硅樹脂球形微粉的光折射率比較低，所以光擴散效率高”。 孰對孰錯，我們先從一些基本

2、概念和原理開始分析： i）折射率的基本定義：光在真空中的相速度與光在介質(zhì)中的相速度之比值。材料的折射率越高，使入射光發(fā)生折射的能力越強。常見幾種透明樹脂的折射率如下：樹脂及材料種類    光折射率KMP-590(有機硅）  1.43PMMA  1.49PP  1.49 1.50LDPE  1.51MDPE  1.52 1.53PA（尼龍）  1.53PET  1.58PC(聚碳酸酯）  1.59PS  1.59折射率決定著材料看上去的光亮程度，較

3、大的折射率表明在材料與空氣的交界面上有更多的光線被反射。一般來說，折射率愈高，透光率愈低。 ii）光散射的基本概念： 物質(zhì)中存在的不均勻團塊使進入物質(zhì)的光偏離入射方向而向四面八方散開，這種現(xiàn)象稱為光的散射，向四面八方散開的光，就是散射光。與光的吸收一樣，光的散射也會使通過物質(zhì)的光的強度減弱。當(dāng)光在物質(zhì)中傳播時，物質(zhì)中存在的不均勻性（如懸浮微粒、密度起伏）也能導(dǎo)致光的散射（簡單地說，即光向四面八方散開）。藍天、白云、曉霞、彩虹、霧中光，曙光的傳播等等常見的自然現(xiàn)象中都包含著光的散射現(xiàn)象。 其實，添加光擴散劑制得的光擴散材料及制件，正是基于上述光的散射原理。透光與散射必須基于實際需要達到一個平衡，

4、因此光的散射必須控制在一個合理范圍內(nèi)，因此對于連續(xù)介質(zhì)中的不均勻成分即球形微粉的折射率(差)、球度、顆粒表面規(guī)整度、粒徑大小、濃度等參數(shù)有著一定的要求與限制。因此作為光擴散劑，折射率不但要小，而且與連續(xù)相介質(zhì)（即基體透明樹脂）不能相差太大。因為折射率差愈大，散射作用愈強。連續(xù)相基材與非均相顆粒折射率差異過大將導(dǎo)致全反射發(fā)生，將光線反射回內(nèi)部而無法有效導(dǎo)出。  2) "光擴散劑"與“消光劑”各自強調(diào)的性能有顯著區(qū)別 兩者的共同點是都產(chǎn)生光的擴散。但消光劑在產(chǎn)生光擴散的同時也造成了程度很高的光衰。消光劑所造成的光擴散結(jié)果是犧牲了絕大多數(shù)的光透過率，造成嚴重光衰。而光擴

5、散劑所需兼具的要點在於保證一定的透光率，並非只是柔光或光衰嚴重的消光。 目前LED普遍使用的光擴散劑是傳統(tǒng)的消光粉，具有相當(dāng)高的光衰。 由于消光粉目前絕大多數(shù)為基于無機材質(zhì)的，且微觀顆粒形態(tài)結(jié)構(gòu)屬于多角不規(guī)則狀，造成光線無法大量穿透消光粉，或消光粉將光線不斷地反向反射而嚴重衰減，造成產(chǎn)品應(yīng)用受限。 消光劑可能造成光線反射而造成光擴散的現(xiàn)象，但同時也造成光線大量被不規(guī)則折射而產(chǎn)生光線被吸收的現(xiàn)象。在形成光擴散結(jié)果的同時，也付出了更大的光衰作為代價。  消光劑的重點是"消光", 但光擴散劑的重點是"散光", 同時不能“消光”，理論上最理想的情況是&

6、quot;散而不消”、"擴而不衰" 。當(dāng)然就目前的技術(shù)水平來講，即使像日本信越這些有機硅光擴散劑的領(lǐng)先企業(yè)也很難做到，只能是盡可能去控制、最小化光衰的程度，從而達到既透光又霧白柔和的效果。而這，恰恰是目前更高效光擴散劑研制開發(fā)中的難點和熱點之一！ 3）所謂的“納米光擴散劑" 光的散射與連續(xù)相介質(zhì)中不均勻相(顆粒）的尺度有著密切關(guān)系。就目前照明用可見光如LED光源（波長范圍約400 800nm）來講，我個人不認為光擴散劑的粒徑有做到真正納米尺度的必要。而且，納米尺度的顆粒能否實現(xiàn)對可見光高效的光擴散效果之同時保證足夠高的透光率及透光質(zhì)量，我個人也表示懷疑。

7、更不用提及納米技術(shù)目前在分散及微觀形態(tài)精確控制方面的局限性。 事實上，目前國際上幾家大的有機光擴散劑廠家均未見有"納米級"的介紹及宣傳。一般較主流的顆粒尺度在“1.0um - 4um", 即小微米及亞微米的尺度范圍，與目前的LED（照明）光源波長還是較合適的。 4）顆粒微粉的微觀形態(tài)控制特別是球度很重要，這是不言而喻的。這將顯著影響光的折射、散射、衍射及反射，從而不但影響光的擴散效率，而且影響光的損耗，從而影響透光率。總之，球度及表面規(guī)整度愈高愈好，理想境界是"鏡面"光滑程度。因此，評價一個光擴散劑的優(yōu)劣，顆粒微觀形態(tài)形貌的修飾與控制

8、工藝及技術(shù)水平也是很重要的一個方面。譬如，日本信越新推出的有機硅光擴散劑X-52-7056A、國內(nèi)貴陽恒微HW-200，其球度控制更精細、球度更佳，亮度更好、同時擴散效率更高。 5）光擴散劑顆粒微粉的粒徑分布 基于上述同樣的基本原理，粒徑分布肯定是愈窄愈好。日本信越等有機硅公司可以控制的很窄、很均勻，當(dāng)然國內(nèi)也有個別機構(gòu)（如貴陽恒微材料）技術(shù)水平達到甚至超過國外水平的了，這樣可以使光線的傳導(dǎo)控制更精細。透光率及擴散性均達到更理想的程度。 6）有機光擴散劑的耐熱性 不但影響熔融加工過程中球形顆粒本身的球度及微觀形態(tài)形貌的良好保持，而且，防止在高溫強剪切作用下，不致降解、黃變，

9、從而對透光性及擴散效果產(chǎn)生負面影響。 在耐熱性方面，有機硅樹脂球形微粉光擴散劑具有突出的優(yōu)勢，因而在一些要求高的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是在保證霧白勻光的基礎(chǔ)上要求高透光率的LED照明燈管、燈罩及液晶光擴散板應(yīng)用領(lǐng)域，無機及PMMA微粉的使用受到限制，而日本信越、貴陽恒微等推出的高效有機硅樹脂球形微粉的應(yīng)用愈來愈多。  7）光擴散劑的純度 作為光學(xué)用途的材料及助劑，其本身的純度、清潔度顯然是一個重要的性能參數(shù)。光擴散劑的純度不但影響到光的散射作用及透光率，而且還會影響到透光的質(zhì)量、甚至還可能影響到透明樹脂基體在高溫強剪切熔融加工過程中的熱穩(wěn)定性。在純度、清潔度控制中，揮發(fā)份的含量、水含量等是其中的兩個基本控制參數(shù)。國際上一些主要光擴散劑廠家正在或已經(jīng)推出更高純度、更低揮發(fā)份、更低含水量的高純高效(有機）光擴散劑，透光率及透光質(zhì)量進一步提高。 8）影響光擴散劑透光率（Tt)、光擴散效率(I70/I0)、遮蓋率(I5/I0)及黃度指數(shù)(YI)的主要因素（小結(jié)） 據(jù)研究