詳談塑料原料的透明改性與光擴(kuò)散改性

     1.光擴(kuò)散改性
     光擴(kuò)散聚合物就是將可見光點(diǎn)光源分散成均勻的面光源的一類透光材料，光擴(kuò)散聚合物實(shí)質(zhì)就是在保證材料高的透光率前提下提高材料的霧度，在兩者之間尋找平衡點(diǎn)。在眾多光學(xué)指標(biāo)中，透光率和霧度是兩個(gè)相互矛盾的指標(biāo)，霧度越高散射光量大、透光率就越低，這也就是光擴(kuò)散材料制造的難點(diǎn)。
     目前主要手段是加入光擴(kuò)散劑，其實(shí)質(zhì)是一種接近納米尺寸的球形度很高的微球，可以透過可見光，又可以散射可見光。光擴(kuò)散劑可以添加到PC、PVC、PS、PMMA、PET、環(huán)氧樹脂等透明樹脂以及LED(發(fā)光二極管)中，同時(shí)以增加光的散射和透射，遮住點(diǎn)光源這一刺眼光源的同時(shí)，又能使整個(gè)樹脂發(fā)出更加柔和、美觀、高雅的光，達(dá)到透光不透明的舒適效果。
     光擴(kuò)散劑主要有無機(jī)型光擴(kuò)散劑和有機(jī)型光擴(kuò)散劑兩類：
     ①無機(jī)光擴(kuò)散劑，主要品種有納米二氧化硅、納米硫酸鋇，納米碳酸鈣等。無機(jī)光擴(kuò)散劑的光擴(kuò)散原理為:光通過無機(jī)光擴(kuò)散劑顆粒表面，利用無機(jī)光擴(kuò)散劑與基體樹脂之間折光指數(shù)的差別，產(chǎn)生光折射從而達(dá)到光擴(kuò)散即均勻光的效果。
     對(duì)于無機(jī)光擴(kuò)散劑，入射光不能透過無機(jī)顆粒，只有部分光線透過折射通過，因此造成光能量損失較大，在光擴(kuò)散同時(shí)降低了光的亮度。一般情況下，做燈管燈罩要求透光率50%之上的都不能選擇無機(jī)光擴(kuò)散劑。無機(jī)光擴(kuò)散劑粒徑2-3μm,折光指數(shù)1.41-1.43，添加比例0.6%左右。
     ②有機(jī)光擴(kuò)散劑，是利用高分子聚合技術(shù)通過交聯(lián)、接枝官能團(tuán)等手段合成出粒徑分布均勻的微球類產(chǎn)品，主要包括有機(jī)硅型、有機(jī)玻璃型、苯乙烯型、丙烯酸樹脂型等。
     有機(jī)光擴(kuò)散劑的光擴(kuò)散原理為：光通過有機(jī)光擴(kuò)散劑顆粒表面，利用有機(jī)光擴(kuò)散劑與基體樹脂之間的折光指數(shù)差別，產(chǎn)生光折射從而達(dá)到光擴(kuò)散即均勻光的效果。對(duì)于有機(jī)光擴(kuò)散劑，本身是透明或半透明材料，入射光的絕大部分可以透過，因此造成光能量損失很小，在光擴(kuò)散同時(shí)基本不影響光的亮度。
     對(duì)于具有高透光的有機(jī)類光擴(kuò)散劑，是做燈管燈罩等光學(xué)材料很好的選擇。有機(jī)光擴(kuò)散劑粒徑3-5μum,折光指數(shù)1.50左右，添加比例1%-2%，其中有機(jī)硅光擴(kuò)散劑效果更明顯。      無機(jī)光擴(kuò)散劑與有機(jī)擴(kuò)散劑光擴(kuò)散原理的比較：無機(jī)納米光擴(kuò)散劑加人透明聚合物中，光會(huì)通過微小顆粒的表面進(jìn)行無數(shù)次光折射達(dá)到光擴(kuò)散即勻光的作用的。但這里光擴(kuò)散劑畢竟是無機(jī)物，光線是無法穿透無機(jī)分子的，光能損耗很大。無機(jī)光擴(kuò)散劑的增透效果沒有，只能起到勻光的作用。有機(jī)納米微珠光擴(kuò)散劑，本身光線是可以透過的，很好地解決了勻光和透光的問題，這類光擴(kuò)散劑是通過基材和微珠的折射率不同，經(jīng)過多次的光線折射，達(dá)到柔和光的效果。同時(shí)起到了勻光和透光的作用，其中有機(jī)硅光擴(kuò)散劑效果更明顯。
     2.透明改性
      透明改性聚合物的透明性大小與其制品的結(jié)晶度大小和結(jié)晶質(zhì)量有關(guān)，因此通過控制聚合物制品不同結(jié)晶度和不同的結(jié)晶形態(tài)結(jié)構(gòu)，可以大大改善其透明性。
     1.1 降低制品的結(jié)晶度
     聚合物制品的結(jié)晶度越低，制品的透明度越高。降低結(jié)晶度主要通過工藝條件來實(shí)現(xiàn)。
     1.2 改善制品結(jié)晶質(zhì)量
     相同結(jié)晶度的同一聚合物制品，其結(jié)晶質(zhì)量不同、透明性也大不相同?？刂平Y(jié)晶質(zhì)量既可以通過工藝條件控制，也可以通過添加成核劑進(jìn)行控制，具體能對(duì)透明度造成影響的結(jié)晶質(zhì)量主要有：
     ①晶型，以PP為例，它有a、β、γ、δ和擬六方5種不同的晶型，其中β晶型和擬六方晶型的增多有利于提高制品的透明性。在具體工藝中，驟冷可產(chǎn)生較多的擬六方晶型，加入β晶型成核劑可獲得高含量β晶型。
     ②球晶含量，球晶對(duì)制品的透明性影響很大，球晶含量越大制品的透明性越差。球晶的產(chǎn)生與冷卻溫度有關(guān)，驟冷產(chǎn)生球晶的概率小。
     ③晶體尺寸，無論是球晶還是一般晶體，其結(jié)晶尺寸越小即晶粒越細(xì)， 越有利于透明度的提高。低溫加工、驟冷、拉伸和加人成核劑等都可降低晶體尺寸。
     ④晶體規(guī)整性，聚合物制品的晶體結(jié)構(gòu)排列越規(guī)整越有利于透明性提高，拉伸工藝可提高其制品的規(guī)整性。