Fatores que afetam as propriedades das microesferas de silicone como partículas difusoras de luz

As microesferas de silicone são um tipo de material em pó esférico superfino com características orgânicas e inorgânicas, uma forma esférica de rede tridimensional. Possui boas propriedades ópticas, dispersão, lubricidade, resistência ao calor, excelente toque sedoso, entre outros.

Como agente difusor de luz, as microesferas de silicone são amplamente utilizadas em materiais de injeção para cúpulas de LED e lâmpadas para dispersar a fonte de luz e produzir luz suave. Os principais fatores que influenciam seu efeito de uso são os seguintes:

1. Tamanho de partícula;
2. O índice de refração do material.
3. Espessura e forma do material; 
4. Regularidade esférica, etc.;

1. Tamanho de partícula

Nas condições do mesmo tipo de material e da mesma quantidade de agente difusor de luz das microesferas de silicone, quanto menor o tamanho de partícula das microesferas de silicone, maior o número de partículas, mais vezes a luz é desviada, maior a difusividade e maior a turbidez (haze). Em outras palavras, para obter a mesma turbidez, a proporção de adição das partículas de difusão de luz das microesferas de silicone pode ser reduzida, o que pode reduzir o custo. No entanto, quanto maior o número de partículas de difusão de luz das microesferas de silicone, menor a transmitância de luz. Portanto, é necessário determinar a quantidade de agente difusor de luz a ser adicionado de acordo com o agente difusor de luz de silicone com diferentes tamanhos de partícula e as mudanças na turbidez e na transmitância de luz.

XJY Silicones pode fornecer XJY-801 Polimetilsilsesquioxano (PMSQ) em diferentes tamanhos de partícula de microesferas de silicone para aplicações de difusão de luz em cúpulas de LED, chapas de PC, painéis de PMMA, materiais PS, filmes ópticos e produtos plásticos de difusão de luz. Com tamanho de partícula controlado, distribuição estreita, alta resistência ao calor e índice de refração de 1.42–1.45, o XJY-801 ajuda a equilibrar turbidez, transmitância de luz, dispersão e suavidade da superfície.

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Nome	Tipo	Aparência	Tamanho Médio de Partícula (μm)	Índice de refração	Resistente ao calor (℃)
Polymethylsilsesquioxane	XJY-8011	Pó branco, flui livremente	1	1.42-1.45	>400
	XJY-80113	Pó branco, flui livremente	1.3		>400
	XJY-80116	Pó branco, flui livremente	1.6		>400
	XJY-8012	Pó branco, flui livremente	2		>400
	XJY-8013	Pó branco, flui livremente	3		>400
	XJY-8015	Pó branco, flui livremente	5		>400
	XJY-801105	Pó branco, flui livremente	15		>400
	XJY-80120	Pó branco, flui livremente	20		>400

2. O índice de refração do próprio material

Turbidez (haze) refere-se ao desvio da luz ao passar pela interface de dois materiais com diferentes índices de refração, resultando em difusão. Portanto, quanto maior a diferença no índice de refração entre os materiais, maior o ângulo de desvio da luz após passar, e maior a eficiência da geração de turbidez.

Por exemplo, o índice de refração do PS e PC é 1,59, o índice de refração do PMMA é 1,49, e o índice de refração das microesferas de silicone é 1,42~1,45, portanto, a quantidade de agente difusor de luz de microesferas de silicone necessária para alcançar a mesma turbidez do PS e PC é muito menor que a do PMMA. Esta é a razão pela qual a quantidade de difusor de luz PMMA adicionada é 2-3 vezes maior que a das microesferas de silicone.

3. Espessura e forma do material

Os materiais de difusão de luz no mercado vêm principalmente em duas formas: painéis de lâmpadas e lâmpadas. Os painéis de lâmpadas são convencionalmente divididos em espessuras de 1mm, 1,5mm e 2mm. Embora os materiais possam ser os mesmos, a quantidade e o tamanho das partículas do agente de difusão de luz de microesferas de silicone necessários são diferentes.

Tomando partículas padrão de difusão de luz de microesferas de silicone de 2μm, com uma certa quantidade de adição, a placa de difusão de luz de 1mm é organizada de forma compacta na direção da espessura, e é impossível exceder no máximo 1000μm / 2μm = 500 partículas de difusão de luz de microesferas de silicone. Além disso, o próprio material precisa ser ligado entre as partículas. As placas de difusão de luz de 1,5mm e 2mm podem acomodar até 750 e 1000 partículas de difusão de luz de microesferas de silicone. Portanto, em comparação, a névoa e a transmitância de luz se desviarão uma da outra. Neste caso, a quantidade adequada de agente de difusão de luz de microesferas de silicone deve ser determinada combinando a névoa e a transmitância de luz, ou usar microesferas de silicone de diâmetro menor como partículas de difusão de luz para compensar o desvio de luz. Por exemplo, usar microesferas de silicone de 1,5μm como partículas de difusão de luz para preparar a placa de 1mm de espessura também pode alcançar uma boa névoa.

No entanto, no que diz respeito à lâmpada, como a pastilha de LED está distante do difusor, o requisito de difusão será reduzido. Além disso, a lâmpada possui uma grande área de luz refletida e forte capacidade de reflexão, portanto a perda de luz é muito baixa, fazendo com que a taxa de transmissão luminosa seja elevada. Assim, uma quantidade relativamente pequena de aditivo pode alcançar melhor transmitância e difusão da luz. Geralmente, os materiais de PC são adicionados em 0,3~0,5%.

4. Regularidade esférica das partículas de difusão de luz de microesferas de silicone

Quanto mais esféricas forem as partículas do agente de difusão de luz de microesferas de silicone, mais a luz se desvia na superfície da esfera e mais regulares são os ângulos de reflexão. Portanto, o material de difusão de luz preparado tem maior névoa e melhor efeito de uso, e menor adição.

Comparado com as partículas de difusão de luz de PMMA, as vantagens das partículas de difusão de luz de microesferas de silicone são as seguintes:

• O índice de refração do PS e do PC é 1,59. Como o índice de refração das microesferas de PMMA (1,49) é maior do que o das microesferas de silicone (1,43), a quantidade de microesferas de silicone PMMA necessária para atingir a mesma névoa é muito maior do que a das microesferas de silicone orgânico, e o custo é alto.
• As partículas de difusão de luz de PMMA têm baixa resistência ao calor porque a cadeia principal das microesferas de silicone é Si-O-Si, enquanto a cadeia principal das microesferas de PMMA é C-C e C-O. A energia de ligação do Si-O-Si é cerca de 30% maior do que a do C-C e C-O, portanto o efeito de resistência ao calor do agente de difusão de luz de microesferas de silicone é melhor.
• O PMMA possui vida útil curta e tende a amarelar. Como o PMMA é polimerizado por radicais de dupla ligação, essas ligações permanecem na superfície das microesferas, tornando-se facilmente oxidáveis em altas temperaturas ou por longos períodos, o que causa amarelecimento e compromete a eficácia;
• O processo de síntese dos dois é diferente. As microesferas de silicone têm melhor controle do tamanho das partículas, e a distribuição do tamanho das partículas é mais estreita e mais uniforme;

XJY Silicones

XJY Silicones é uma nova empresa para inovação e P&D de resina de silicone Resina MQ e Resina VMQ, com mais de 30 anos de experiência na indústria de silicone.

Estamos fabricando e personalizando XJY-801 Polimetilsilsesquioxano (PMSQ) microesferas de silicone em produtos de materiais difusores de luz, nossos serviços de fabricação, P&D e vendas obtiveram o certificado ISO9001.