高性能光扩散材料的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.03.024

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (3): 157-166.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.03.024

高性能光扩散材料的研究进展

左志刚(), 周帅, 田同金, 王强, 李瑞, 魏浩, 王国军()

教育部超轻材料和表面技术重点实验室，哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院，哈尔滨 150001

收稿日期:2021-09-22 出版日期:2022-03-26 发布日期:2022-03-25
通讯作者: 王国军（1974—），男，副教授，主要研究方向为聚合物组成⁃结构⁃性能的关系，wang5347@hrbeu.edu.cn
E-mail:zzg973510313@hrbeu.edu.cn;wang5347@hrbeu.edu.cn
作者简介:左志刚（1998—），男，在读硕士，主要研究方向为光扩散剂的合成，zzg973510313@hrbeu.edu.cn

Research progress in high⁃performance light diffusion materials

ZUO Zhigang(), ZHOU Shuai, TIAN Tongjin, WANG Qiang, LI Rui, WEI Hao, WANG Guojun()

Key Laboratory of Superlight Material and Surface Technology of Ministry of Education，College of Material Science and Chemical Engineering，Harbin Engineering University，Harbin 150001，China

Received:2021-09-22 Online:2022-03-26 Published:2022-03-25
Contact: WANG Guojun E-mail:zzg973510313@hrbeu.edu.cn;wang5347@hrbeu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

首先对广泛应用于照明、生物材料、临床医学、化妆品和农业等领域的光扩散材料的类型和性能参数等方面进行了介绍，然后从光扩散原理以及通过结构设计提升光扩散性能等方面详细介绍了近几年国内外的研究进展。最后，总结了光扩散材料目前存在的问题，并展望了未来发展的方向。

关键词: 光扩散, 微结构, 透光率, 雾度

Abstract:

Light diffusion materials are widely used in lighting， biological materials， clinical medicine， cosmetics， agriculture， and so on. This paper introduced the types and performance parameters of light diffusion materials and reviewed their research progress in recent years from the aspects of the principle of light diffusion and the improvement of diffusion properties through structural design. Finally， the existing problems in the light diffusion materials were summarized， and the possible development directions in the future were prospected.

Key words: light diffusion, microstructure, transmittance, haze

中图分类号:

TQ322.2

左志刚, 周帅, 田同金, 王强, 李瑞, 魏浩, 王国军. 高性能光扩散材料的研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(3): 157-166.

ZUO Zhigang, ZHOU Shuai, TIAN Tongjin, WANG Qiang, LI Rui, WEI Hao, WANG Guojun. Research progress in high⁃performance light diffusion materials[J]. China Plastics, 2022, 36(3): 157-166.

图/表 12

图1 瑞利散射和Mie散射示意图［8］

Fig.1 Schematic diagram of Rayleigh scattering and Mie scattering［8］

图2 嵌入核壳粒子制备的OCA由于折射率差异在界面处发生的散射效应［19］

Fig.2 The scattering effect of OCA prepared by embedded core?shell particles at the interface due to the difference of refractive index［19］

图3 微阵列突起对光的扩散示意图［23］

Fig.3 Schematic diagram of light diffusion by microarray protrusion［23］

图4 基于复制模塑工艺制备PDMS微透镜的示意图［27］

Fig.4 Schematic diagram of PDMS microlen preparation based on replication molding process［27］

图5 钠硅灰石的微结构以及光扩散效果示意图［30］

Fig.5 Schematic diagram of microstructure and light diffusion effect of soda wollastonite［30］

图6 中空纳米SiO2对光的扩散原理示意图［34］

Fig.6 Schematic diagram of light diffusion principle of hollow nano SiO2［34］

图7 向日葵花粉微结构的SEM照片［52］

Fig.7 SEM photos of sunflower pollen microstructure［52］

图8 复合微球光扩散机理示意图［8］

Fig.8 Schematic diagram of light diffusion mechanism of composite microspheres［8］

图9 测量扩散角的设备示意图［54］

Fig.9 Schematic diagram of equipment for measuring diffusion angle［54］

图10 适用于大规模生产的卷对卷工艺［55］

Fig.10 Coil to coil process suitable for mass production［55］

图11 MTNH的制备过程示意图［61］

Fig.11 Schematic diagram of preparation process of MTNH［61］

材料类型	结构	透光率/%	雾度/%
表面浮雕型	粗糙微结构^［29］	90	78
	三维多孔薄膜^［9］	94	40
	微透镜^［10］	89	48.7
体积扩散型	Mg⁃Al微球/PET^［35］	81	86
	勃姆石/PC^［37］	81	86
	AgCl纳米棒/PET^［39］	93.6	88.6
	硅胶微球/PC^［46］	78.1	99.9
	PMMA/SiO₂/PC^［8］	94.6	84.2
	SAN/SiO₂/PC^［54］	77.03	104.41
	SiO₂/TiO₂/PMMA/丙烯酸树脂^［55］	87	81
复合型	有机硅微球/微透镜^［60］	96.9	75

表1 几种光扩散材料的结构及扩散性能

Tab.1 Structure and diffusion properties of several light diffusion materials

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高性能光扩散材料的研究进展

Research progress in high⁃performance light diffusion materials

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