聚合物透明改性和光扩散改性简介

1、透明改性

聚合物的透明性大小与其制品的结晶度大小和结晶质量有关，因此通过控制聚合物制品不同结晶度和不同的结晶形态结构，可以大大改善其透明性。

1.1降低制品的结晶度

聚合物制品的结晶度越低，制品的透明度越高。降低结晶度主要通过工艺条件来实现。

1.2改善制品结晶质量

相同结晶度的同一聚合物制品，其结晶质量不同、透明性也大不相同。控制结晶质量既可以通过工艺条件控制，也可以通过添加成核剂进行控制，具体能对透明度造成影响的结晶质量主要有:

①晶型，以PP为例，它有a、β、γ、δ和拟六方5种不同的晶型，其中β晶型和拟六方晶型的增多有利于提高制品的透明性。在具体工艺中，骤冷可产生较多的拟六方晶型，加入β晶型成核剂可获得高含量β晶型。

②球晶含量，球晶对制品的透明性影响很大，球晶含量越大制品的透明性越差。球晶的产生与冷却温度有关，骤冷产生球晶的概率小。

③晶体尺寸，无论是球晶还是一般晶体，其结晶尺寸越小即晶粒越细， 越有利于透明度的提高。低温加工、骤冷、拉伸和加人成核剂等都可降低晶体尺寸。

④晶体规整性，聚合物制品的晶体结构排列越规整越有利于透明性提高，拉伸工艺可提高其制品的规整性。

2、光扩散改性

光扩散聚合物就是将可见光点光源分散成均匀的面光源的一类透光材料，光扩散聚合物实质就是在保证材料高的透光率前提下提高材料的雾度，在两者之间寻找平衡点。在众多光学指标中，透光率和雾度是两个相互矛盾的指标，雾度越高散射光量大、透光率就越低，这也就是光扩散材料制造的难点。

目前主要手段是加入光扩散剂，其实质是一种接近纳米尺寸的球形度很高的微球，可以透过可见光，又可以散射可见光。光扩散剂可以添加到PC、PVC、PS、PMMA、PET、环氧树脂等透明树脂以及LED(发光二极管)中，同时以增加光的散射和透射，遮住点光源这一刺眼光源的同时，又能使整个树脂发出更加柔和、美观、高雅的光，达到透光不透明的舒适效果。

光扩散剂主要有无机型光扩散剂和有机型光扩散剂两类:

①无机光扩散剂，主要品种有纳米二氧化硅、纳米硫酸钡，纳米碳酸钙等。无机光扩散剂的光扩散原理为:光通过无机光扩散剂颗粒表面，利用无机光扩散剂与基体树脂之间折光指数的差别，产生光折射从而达到光扩散即均匀光的效果。对于无机光扩散剂，入射光不能透过无机颗粒，只有部分光线透过折射通过，因此造成光能量损失较大，在光扩散同时降低了光的亮度。一般情况下，做灯管灯罩要求透光率50%之上的都不能选择无机光扩散剂。无机光扩散剂粒径2-3μm,折光指数1.41-1.43，添加比例0.6%左右。

②有机光扩散剂,有机光扩散剂是利用高分子聚合技术通过交联、接枝官能团等手段合成出粒径分布均匀的微球类产品，主要包括有机硅型、有机玻璃型、苯乙烯型、丙烯酸树脂型等。有机光扩散剂的光扩散原理为:光通过有机光扩散剂颗粒表面，利用有机光扩散剂与基体树脂之间的折光指数差别，产生光折射从而达到光扩散即均匀光的效果。对于有机光扩散剂，本身是透明或半透明材料，入射光的绝大部分可以透过，因此造成光能量损失很小，在光扩散同时基本不影响光的亮度。对于具有高透光的有机类光扩散剂，是做灯管灯罩等光学材料很好的选择。有机光扩散剂粒径3-5μum,折光指数1.50左右，添加比例1%-2%，其中有机硅光扩散剂效果更明显。

无机光扩散剂与有机扩散剂光扩散原理的比较:无机纳米光扩散剂加人透明聚合物中，光会通过微小颗粒的表面进行无数次光折射达到光扩散即匀光的作用的。但这里光扩散剂毕竟是无机物，光线是无法穿透无机分子的，光能损耗很大。无机光扩散剂的增透效果没有，只能起到匀光的作用。有机纳米微珠光扩散剂，本身光线是可以透过的，很好地解决了匀光和透光的问题，这类光扩散剂是通过基材和微珠的折射率不同，经过多次的光线折射，达到柔和光的效果。同时起到了匀光和透光的作用，其中有机硅光扩散剂效果更明显。