论文部分内容阅读
采用光学软件对光散射材料内多重光散射传导过程进行模拟仿真和统计分析。系统研究了散射粒子种类(相对折射率)、粒径、浓度以及板厚、光源波长等参数对材料光学性能的影响，得到了同时获得高透光率和高扩散率光散射材料的技术路径。实验上采用共混法以聚硅氧烷微球作为光散射剂，以聚甲基丙烯酸甲酯为基材制备光散射材料，研究了光散射剂粒径与浓度对材料透光率与扩散率的影响并与理论模拟值进行了对比分析。结果表明：(1)相对折射率取值为0.91~0.97或1.03~1.09，材料散射效果最佳。相同填充浓度下，随着粒径的增大，光散射材料的透光率增大，扩散率减小。相同粒径下，随着填充浓度的增加，样品透光率减小，扩散率增大。(2)对于BaSO4微球/聚碳酸酯光散射材料，当填充浓度为0.6V%，微球粒径为6~10μm时，3mm厚光散射材料透光率保持在88.0%以上，扩散率均高于95.7%；当微球粒径为8μm，浓度在0.4~0.8V%时，光散射材料透光率保持在88.3%~89.4%范围内，扩散率保持在96.0%~98.5%之间，光散射性能优良。(3)对于聚硅氧烷微球/聚甲基丙烯酸甲酯光散射材料，实验数据与理论模拟结果吻合较好。聚硅氧烷微球与聚甲基丙烯酸甲酯折射率匹配良好，较好地解决了透光率与扩散率之间的矛盾，实现高透射与高扩散率的双重要求。当微球粒径为5μm，填充浓度为0.6wt%时，厚度为1mm的光散射实验样品总光透过率为88.5%，扩散率为89.5%，可见光波段总光透过率基本不受光源波长变化影响，扩散率随光源波长的变化亦降至最小，有效避免了波长色散现象。此外，为消除光散射材料表面反射，提高透光性能，对聚合物纳米孔隙减反射膜的制备工艺进行了初步探索。使用聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯共混溶液旋涂成膜，选择性去除聚苯乙烯，制备的纳米孔隙聚合物薄膜在可见光范围内使玻璃透光率增加2%左右。