Facteurs influençant les propriétés des microsphères de silicone utilisées comme particules de diffusion de la lumière

Les microsphères de silicone sont un type de matériau en poudre sphérique ultra-fin avec des caractéristiques organiques et inorganiques, une forme sphérique en réseau tridimensionnel. Il possède de bonnes propriétés optiques, une dispersion, une lubrification, une résistance à la chaleur, un excellent toucher soyeux, etc.

En tant qu'agent de diffusion de la lumière, les microsphères de silicone sont largement utilisées dans les abat-jour de LED et les matériaux d'injection d'ampoules pour disperser la source lumineuse et produire une lumière douce. Les principaux facteurs influençant son effet d'utilisation sont les suivants :

1. Taille des particules ;
2. L'indice de réfraction du matériau.
3. Épaisseur et forme du matériau ; 
4. Régularité sphérique, etc.;

1. Taille des particules

Dans les conditions d'un même type de matériau et d'une même quantité d'agent de diffusion de la lumière des microsphères de silicone, plus la taille des particules des microsphères de silicone est petite, plus le nombre de particules est élevé, plus la lumière est déviée, plus la diffusivité est grande et plus le trouble est élevé. En d'autres termes, pour obtenir le même trouble, le rapport d'ajout des particules de diffusion de la lumière des microsphères de silicone peut être réduit, ce qui peut réduire le coût. Cependant, plus le nombre de particules de diffusion de la lumière des microsphères de silicone est élevé, plus la transmittance lumineuse est faible. Par conséquent, il est nécessaire de déterminer la quantité d'agent de diffusion de la lumière à ajouter en fonction de l'agent de diffusion de la lumière en silicone avec différentes tailles de particules et des changements de trouble et de transmittance lumineuse.

Silicones XJY peut fournir XJY-801 Polymethylsilsesquioxane (PMSQ) dans différentes tailles de particules de microsphères de silicone pour les applications de diffusion de la lumière dans les abat-jour de LED, les plaques de PC, les panneaux de PMMA, les matériaux PS, les films optiques et les produits de diffusion de la lumière en plastique. Avec une taille de particule contrôlée, une distribution étroite, une résistance à la chaleur élevée et un indice de réfraction de 1,42–1,45, XJY-801 aide à équilibrer le trouble, la transmittance lumineuse, la dispersion et la douceur de surface.

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Nom	Type	Aspect	Taille moyenne des particules (μm)	Indice de réfraction	Résistance à la chaleur (℃)
Polyméthylsilsésquioxane	XJY-8011	Poudre blanche, s'écoule librement	1	1.42-1.45	>400
	XJY-80113	Poudre blanche, s'écoule librement	1.3		>400
	XJY-80116	Poudre blanche, s'écoule librement	1.6		>400
	XJY-8012	Poudre blanche, s'écoule librement	2		>400
	XJY-8013	Poudre blanche, s'écoule librement	3		>400
	XJY-8015	Poudre blanche, s'écoule librement	5		>400
	XJY-801105	Poudre blanche, s'écoule librement	15		>400
	XJY-80120	Poudre blanche, s'écoule librement	20		>400

2. L'indice de réfraction du matériau lui-même

Le trouble fait référence à la déviation de la lumière lorsqu'elle traverse l'interface de deux matériaux avec des indices de réfraction différents, entraînant une diffusion. Par conséquent, plus la différence d'indice de réfraction entre les matériaux est grande, plus l'angle de déviation de la lumière après le passage est grand, et plus l'efficacité de génération de trouble est élevée.

Par exemple, l'indice de réfraction du PS et du PC est de 1,59, l'indice de réfraction du PMMA est de 1,49 et l'indice de réfraction des microsphères de silicone est de 1,42 à 1,45, de sorte que le nombre d'agent de diffusion de la lumière des microsphères de silicone nécessaire pour obtenir le même trouble du PS et du PC est bien inférieur à celui du PMMA. C'est pourquoi la quantité de diffuseur de lumière PMMA ajoutée est 2 à 3 fois supérieure à celle des microsphères de silicone.

3. Épaisseur et forme du matériau

Les matériaux de diffusion de la lumière disponibles sur le marché se présentent principalement sous deux formes : les panneaux lumineux et les ampoules. Les panneaux lumineux sont classiquement divisés en épaisseurs de 1 mm, 1,5 mm et 2 mm. Bien que les matériaux puissent être identiques, la quantité et la taille des particules de l'agent de diffusion de la lumière à base de microsphères de silicone nécessaires sont différentes.

En prenant des particules de diffusion de la lumière à base de microsphères de silicone standard de 2 μm, avec une certaine quantité d'ajout, la plaque de diffusion de la lumière de 1 mm est disposée de manière serrée dans la direction de l'épaisseur, et il est impossible de dépasser au maximum 1000 μm / 2 μm = 500 particules de diffusion de la lumière à base de microsphères de silicone. De plus, le matériau lui-même doit être lié entre les particules. Les plaques de diffusion de la lumière de 1,5 mm et 2 mm peuvent contenir jusqu'à 750 et 1000 particules de diffusion de la lumière à base de microsphères de silicone. Par conséquent, en comparaison, le trouble et la transmission de la lumière s'écarteront l'un de l'autre. Dans ce cas, la quantité appropriée d'agent de diffusion de la lumière à base de microsphères de silicone doit être déterminée en combinant le trouble et la transmission de la lumière, ou utiliser des microsphères de silicone de plus petit diamètre comme particules de diffusion de la lumière pour compenser la déviation de la lumière. Par exemple, l'utilisation de microsphères de silicone de 1,5 μm comme particules de diffusion de la lumière pour préparer une planche de 1 mm d'épaisseur peut également obtenir un bon trouble.

Cependant, en ce qui concerne l'ampoule, du fait que la LED est espacée du diffuseur, l'exigence de diffusion est moindre. En outre, l'ampoule présente une grande surface de réflexion et un pouvoir réfléchissant élevé, ce qui minimise la perte lumineuse. Par conséquent, le taux de transmission lumineuse est élevé. Ainsi, une quantité d'additif relativement faible peut offrir une bonne transparence et diffusion. Généralement, les matériaux PC reçoivent un ajout de 0,3 à 0,5% (TP3T).

4. Régularité sphérique des particules de diffusion de la lumière à base de microsphères de silicone

Plus les particules d'agent de diffusion de la lumière à base de microsphères de silicone sont sphériques, plus la lumière se dévie à la surface de la sphère, et plus les angles de réflexion sont réguliers. Par conséquent, le matériau de diffusion de la lumière préparé a un trouble plus élevé et un meilleur effet d'utilisation, et un ajout plus faible.

Comparées aux particules de diffusion de la lumière PMMA, les avantages des particules de diffusion de la lumière à base de microsphères de silicone sont les suivants :

• L'indice de réfraction du PS et du PC est de 1,59. Étant donné que l'indice de réfraction des microsphères de PMMA (1,49) est supérieur à celui des microsphères de silicone (1,43), la quantité de microsphères de PMMA nécessaire pour atteindre la même brume est beaucoup plus élevée que celle des microsphères de silicone organique, et le coût est élevé.
• Les particules de diffusion de la lumière PMMA ont une mauvaise résistance à la chaleur car la chaîne principale des microsphères de silicone est Si-O-Si, tandis que la chaîne principale des microsphères PMMA est C-C et C-O. L'énergie de liaison du Si-O-Si est environ 30 % plus élevée que celle du C-C et du C-O, de sorte que l'effet de résistance à la chaleur de l'agent de diffusion de la lumière à base de microsphères de silicone est meilleur.
• La durée de vie du PMMA est courte et il tend à jaunir. Le PMMA étant polymérisé par radicaux issus de doubles liaisons, des doubles liaisons subsistent en surface des microsphères, qui peuvent s'oxyder sous haute température ou sur de longues périodes, entraînant le jaunissement et nuisant à l'efficacité ;
• Le processus de synthèse des deux est différent. Les microsphères de silicone ont un meilleur contrôle de la taille des particules, et la distribution granulométrique est plus étroite et plus uniforme ;

Silicones XJY

Silicones XJY est une nouvelle entreprise pour l'innovation et la R&D des résines de silicone Résine MQ et Résine VMQ, avec plus de 30 ans d'expérience dans l'industrie du silicone.

Nous fabriquons et personnalisons XJY-801 Polymethylsilsesquioxane (PMSQ) microsphères de silicone dans les produits de matériaux diffuseurs de lumière, nos services de fabrication, de R&D et de vente ont obtenu le certificat ISO9001.