Таныстыру кезіндеаммоний полифосфаты (APP)жоғары сапалы электронды қаптамада, оптикалық құрылғыларда және мөлдір отқа төзімді жабындарда жалынға қарсы функцияға қол жеткізу үшін эпоксидті шайырға (EP) енгізгенде, «мөлдірлікті жоғалту» оны қолдануды шектейтін негізгі тар жолға айналады. Бұл қайшылықтың түбірі бейорганикалық толтырғыштар мен органикалық матрицалар арасындағы оптикалық сәйкессіздікте жатыр. Шешім жай ғана қоспалардың мөлшерін азайту емес, жарықтың шашырау теориясына, интерфейс химиясына және нанодисперсия технологиясына негізделген жүйелік инженерия арқылы жалынға төзімділік пен оптикалық мөлдірлік арасындағы ғылыми теңгерімді табу.
Эпоксидті шайырдың өзі мөлдір материал және оның мөлдірлігі жарықтың айтарлықтай шашыраусыз өтуіне байланысты. APP енгізу жарықтың шашырауының үш негізгі түрін тудырады, бұл тұманның жоғарылауына және өткізгіштіктің төмендеуіне әкеледі:
1. Рэйлей шашырауы:
·Триггер шарты: APP бөлшектерінің өлшемі түскен жарықтың толқын ұзындығынан әлдеқайда аз болғанда пайда болады (d<<λ/20, әдетте<20 нм).
·Механизмі: Жарық серпімді түрде өте кішкентай бөлшектермен шашыраған және оның қарқындылығы бөлшек диаметрінің алтыншы дәрежесіне пропорционал және толқын ұзындығының төртінші дәрежесіне кері пропорционал. Қосу мөлшері өте аз болса да, наноөлшемді табиғи бөлшектердің немесе шағын агрегаттардың көп болуы әлі де көк жарықтың айтарлықтай шашырауына (өнімдегі көк тұман) әкелуі мүмкін.
2. Mie шашырауы:
·Триггер шарты: Бөлшектердің өлшемі жарық толқын ұзындығымен бірдей дәрежеде болғанда (d ≈ 0,1 λ -10 λ, яғни шамамен 50 нм -50 мкм), бұл шашыраудың ең таралған және ауыр көзі болып табылады.
·Механизм: Бұл диапазондағы кәдімгі немесе нашар дисперсті APP бөлшектері (бөлшек өлшемі 1-10мкм) эпоксидті шайырдың «ағартылуының» және мөлдірліктің жоғалуының негізгі себебі болып табылатын көрінетін жарықты (λ=380-780 нм) қатты шашыратады.
3. Сыну көрсеткішінің сәйкес келмеуінен туындаған интерфейстің шашырауы:
·Механизмі: эпоксидті шайыр (n~1,55-1,60) және APP (n~1,48-1,52) арасында сыну көрсеткішінде айырмашылық бар. Жарық екеуінің арасындағы интерфейс арқылы өткенде, сыну көрсеткішінің кенет өзгеруіне байланысты Френель шағылысы мен сынуына ұшырайды, нәтижесінде шашыраңқы жарық пайда болады. Айырмашылық неғұрлым көп болса және интерфейстер неғұрлым көп болса (яғни дисперсия соғұрлым нашар және біріктіру соғұрлым көп), шашырау соғұрлым ауыр болады.
Сондықтан тепе-теңдік мәселесінің өзегі келесіге айналады: жоғарыда көрсетілген үш жарықтың шашырау әсерін технологиялық құралдар арқылы қалай азайтуға болады, сонымен бірге тиімді кеңейту жалынына қарсы желіні қалыптастыру үшін жеткілікті APP қосуды қамтамасыз етеді?
1-өлшем: Бөлшектердің өлшемі мен морфологиясын бақылауды шектеңіз - Mie шашырау аймағынан аулақ болыңыз
·Мақсаты: Бастапқы бөлшектердің өлшемін азайтуҚОЛДАНБА100 нм-ден әлдеқайда төмен және ең дұрысы Рэйлей шашырауының басым аймағына енеді.
·Техникалық жол: наноөлшемді қолданбаларды пайдаланыңыз немесе өте жұқа ұнтақтау және бағалау әдістері арқылы субмикрон деңгейіндегі қолданбаларды алыңыз. Бөлшектердің өлшемін азайту Mie шашырау қарқындылығын айтарлықтай төмендетуі және шайырдағы бөлшектердің суспензия тұрақтылығын арттыруы мүмкін.
· Қиындық және баға: Нанотехнология APP бетінің энергиясын айтарлықтай арттырады, бұл біріктіру үрдісінің күрт өсуіне әкеледі және тіпті үлкенірек оптикалық ақауларды тудыруы мүмкін. Сондықтан оны екінші өлшеммен синхронды түрде жүргізу керек (беттік модификация).
2-өлшем: бетті модификациялау инженериясы - сыну көрсеткішінің градиенттік өтуіне қол жеткізу және агломерацияны басу
Бұл жоғары ашықтыққа қол жеткізудегі ең маңызды қадам.
·Принцип: APP және эпоксидті шайыр арасындағы сыну көрсеткіші бар APP бөлшектерінің бетінде өтпелі қабат құру арқылы интерфейстегі сыну көрсеткішінің күрт өзгеруін азайтуға болады, осылайша Френельдің шашырауын азайтуға болады.
· Техникалық іске асыру:
1. Силанды біріктіру агентін өзгерту: реттелетін сыну көрсеткіші бар силанды таңдаңыз (мысалы, сыну көрсеткіші жоғары фенилсилан). Байланыстырушы агент APP бетінде үйлесімділік пен оптикалық байланысты жақсартуға мүмкіндік беретін молекулалық қабат құрайды.
2. Полимерлі трансплантат жабыны: Сыну көрсеткіші эпоксидті шайырға (мысалы, полиметилметакрилат, PMMA, n ≈ 1,49) өте жақын мөлдір полимерлі қабық APP бетінде егілген немесе қапталған. Бұл әрбір APP бөлшектеріне оптикалық көрінбейтін жадағай киюге тең.
3. Микрокапсуляция (MC-APP): Микрокапсуляция үшін мөлдірлігі жоғары меламин формальдегидті шайыр (MF) және басқа қабырға материалдары қолданылады. MF шайырының сыну көрсеткіші (~1,55-1,60) эпоксидті шайырға өте жақын, ол тамаша оптикалық сәйкестікке қол жеткізе алады және суға төзімділікті қамтамасыз етеді.
3-өлшем: орталықтандырылмаған технологияның түпкілікті ұмтылысы - макро және микро агрегаттарды жою
Бөлшектердің өзі өте жақсы және өзгертілген болса да, эпоксидті жүйеде біркелкі дисперсті болмаса, барлық күш-жігер бекер болады.
·Процесс кілті: процесс нано/субмикронды APP агрегаттарының мұқият ашылуын және жергілікті бөлшектердің өлшемімен біркелкі таралуын қамтамасыз ету үшін жоғары жылдамдықты ығысу дисперсиясын үш орамды тегістеуді біріктіреді.
·Дисперсиялық көмек: Стерикалық кедергі әсерлері арқылы дисперсия тұрақтылығын сақтау үшін, сақтау және пайдалану кезінде қайта агрегацияланудың алдын алу үшін эпоксидті жүйелермен үйлесімді полимер дисперсенттерді пайдаланыңыз.
4-өлшем: қосу санын дәл оңтайландыру - жалынға төзімді желілердің «сығу шегін» табу
Қосылған мөлдір жалынға төзімді эпоксид мөлшері міндетті түрде жоғары емес, бірақ оптикалық мөлдірлік пен жалынға төзімділік арасында Парето шекарасы бар.
·Тұжырымдама: ҚБҚ қосуының (өткізу шегі) маңызды мөлшері бар, одан жоғары APP бөлшектері арасында тиімді жылуөткізгіштік және химиялық реакциялар желісі құрылуы мүмкін, бұл жалынға төзімділіктің айтарлықтай жоғарылауына әкеледі (кеңейту жылдамдығы сияқты); Бұл шекті мәннен төмен қосу мөлшері мөлдірлікке аз әсер етеді, бірақ жалынға төзімділік тиімділігі төмен.
·Мақсаты: Жоғарыда аталған үш технология (наноматериализация, модификация және оңтайлы дисперсия) арқылы өту шегін азайту, аз қолданбалармен тиімді жалынға төзімділікке қол жеткізу және мөлдірлікті барынша арттыру.
·Типтік диапазон: кәдімгі қолданбалар үшін эпоксидтегі 5-8 фр (жүз бөлікке шаққанда) асатын болса, әдетте мөлдірліктің айтарлықтай жоғалуына әкеледі. Жүйені оңтайландыру, әсіресе микрокапсулирленген нано APP арқылы V-0 дәрежесіне жету үшін қосымша мөлшерді жартылай мөлдірден жоғары мөлдір күйге дейін сақтай отырып, 15-25 phr дейін арттыруға болады.
Тәжірибелік дамуда шешім қабылдау үшін келесі шеңберді қолдануға болады:
| Өнімділік басымдылығы | Ұсынылатын технология жолының комбинациясы | Күтілетін өткізгіштік (@ 600нм, қалыңдығы 2мм) | Мақсатты отқа төзімділік рейтингі (UL94) | Қосудың әдеттегі жалпы сомасы (phr) |
| Ең жоғары мөлдірлік (оптикалық құрылғының қаптамасы) | Nano MC-APP+соңғы дисперсия+сыну көрсеткішінің дәл сәйкестігі | 85% | V-1-ден V-0 | 15-20 |
| Жоғары мөлдірлік/жартылай мөлдір (жарық диодты қаптама, мөлдір жабын) | Submicron MC-APP немесе ультра жұқа өзгертілген APP+жақсы дисперсия | 60% - 85% | V-0 | 20-30 |
| Функция басымдылығы, шамалы тұманды қабылдай алады (әдетте электронды инкапсуляция) | Кәдімгі MC-APP немесе жақсы өзгертілген ҚОЛДАНБА | 30% - 60% | V-0 - 5VA | 25-35 |
Ескертпе: Өткізгіштік қалыңдықпен тығыз байланысты және кестедегі деректер қалыңдығы 2 мм үлгілер үшін анықтамалық мәндер болып табылады.
қосу сомасы мен ашықтығы арасындағы теңгерімҚОЛДАНБАэпоксидті шайырдағы типтік көп мақсатты оңтайландыру мәселесі болып табылады және оның шешімі бекітілген пропорция емес, алдыңғы қатарлы материалтану және ұсақ өңдеу технологиясы арқылы кеңейтілген «орындалатын домен».
·Дәстүрлі тәсіл: Ірі түйіршікті және өзгертілмеген қолданбалардың негізінде мөлдірлік пен жалынға төзімділікке қатаң қарсылық көрсетіледі және тек бұзылуға болады.
· Заманауи жол: «нано/суб микрон» арқылы Mie шашырауын болдырмау, «беттік/микрокапсуляция модификациясы» арқылы сыну индексінің сәйкестігіне және интерфейстік оптикалық байланысқа қол жеткізу және «соңғы дисперсия» арқылы макроскопиялық ақауларды жою. Үшбірлік, синергетикалық әсер.
Бұл жүйе стратегиясын сәтті жүзеге асыру UL94 V-0 (немесе тіпті 5VA) отқа төзімділік дәрежесіне және >80% жоғары өткізгіштікке сәйкес келетін эпоксидті композициялық материалдарды жасауға мүмкіндік береді. Бұл жоғары сапалы оптоэлектрондық өрісте жалынға төзімді эпоксидті шайырды қолдану шекарасын кеңейтіп қана қоймайды, сонымен қатар материалды жобалау тұжырымдамасындағы прогресті білдіреді: функционалды толтырғыштарды қосу енді матрицаның негізгі физикалық қасиеттерін құрбан ету құнына қажет емес.
Жоғары деңгейлі қолданбаларға арналған материал инженерлері үшін бұл теңдестіру өнерін меңгеру тұтынушыларға «көрінетін қауіпсіздік» пен «сенімді қорғанысты» біріктіретін жаңа буын шешімдерін ұсына алуды білдіреді, осылайша қатал нарықтық бәсекелестікте негізгі технологиялық артықшылықтарды белгілейді. Сіз жоғары мөлдірлік пен жоғары жалынға төзімділік арасындағы тепе-теңдікті қажет ететін эпоксидті шайыр өнімдерін жасап жатырсыз ба? Біз реттелетін сыну көрсеткіші, эксклюзивті дисперсиялық процесс шешімдері және өткізгіштік жалынға төзімді өнімділігін синергетикалық оңтайландыруы бар микрокапсулирленген нано қолданбалардан толық техникалық қолдау көрсете аламыз, бұл сізге оңтайлы тепе-теңдік нүктесін дәл табуға және өнім өнімділігін секіріспен жақсартуға көмектеседі.
