Təqdim edərkənammonium polifosfat (APP)yüksək səviyyəli elektron qablaşdırmada, optik cihazlarda və şəffaf odadavamlı örtüklərdə alov gecikdirici funksiyaya nail olmaq üçün epoksi qatranına (EP) daxil edildikdə, "şəffaflıq itkisi" onun tətbiqini məhdudlaşdıran əsas darboğaza çevrilir. Bu ziddiyyətin kökü qeyri-üzvi doldurucular və üzvi matrislər arasında xas olan optik uyğunsuzluqdadır. Həll sadəcə əlavələrin miqdarını azaltmaq deyil, işığın səpilməsi nəzəriyyəsi, interfeys kimyası və nanodispersiya texnologiyasına əsaslanan sistem mühəndisliyi vasitəsilə alov gecikdiriciliyi və optik şəffaflıq arasında elmi tarazlığı tapmaqdır.
Epoksi qatranının özü şəffaf bir materialdır və şəffaflığı işığın əhəmiyyətli bir səpilmə olmadan keçib-keçməməsindən asılıdır. APP-nin tətbiqi üç əsas növ işığın səpilməsinə səbəb olacaq, bu da dumanın artmasına və keçiriciliyin azalmasına səbəb olacaq:
1. Rayleigh səpilməsi:
·Tikger vəziyyəti: APP-nin hissəcik ölçüsü hadisə işığının dalğa uzunluğundan çox kiçik olduqda baş verir (d<<λ/20, adətən<20 nm).
·Mexanizm: İşıq son dərəcə kiçik hissəciklər tərəfindən elastik şəkildə səpilir və onun intensivliyi hissəcik diametrinin altıncı qüvvəsi ilə mütənasib və dalğa uzunluğunun dördüncü qüvvəsi ilə tərs mütənasibdir. Əlavə miqdarı çox az olsa belə, çoxlu sayda nanoölçülü yerli hissəciklərin və ya kiçik aqreqatların olması yenə də mavi işığın əhəmiyyətli dərəcədə səpilməsinə (məhsulda mavi duman) səbəb ola bilər.
2. Mie Scattering:
·Tikqer şərti: hissəcik ölçüsü işıq dalğa uzunluğu ilə eyni miqyasda olduqda (d ≈ 0.1 λ -10 λ, yəni təqribən 50 nm -50μm), bu, ən ümumi və şiddətli səpilmə mənbəyidir.
·Mexanizm: Bu diapazonda adi və ya zəif səpələnmiş APP hissəcikləri (hissəcik ölçüsü 1-10μm) epoksi qatranının "ağlaşmasının" və şəffaflığın itirilməsinin əsas səbəbi olan görünən işığı (λ=380-780 nm) güclü şəkildə səpələyəcək.
3. Kırılma indeksinin uyğunsuzluğundan yaranan interfeysin səpilməsi:
·Mexanizm: Epoksi qatranı (n~1.55-1.60) və APP (n~1.48-1.52) arasında sınma indeksində fərq var. İşıq bu ikisi arasındakı interfeysdən keçdikdə, qırılma indeksinin qəfil dəyişməsi səbəbindən Fresnel əksi və sınmasına məruz qalır və nəticədə işıq saçılır. Fərq nə qədər çox olarsa və interfeyslər nə qədər çox olarsa (yəni, dispersiya nə qədər pis olarsa və aqreqasiya bir o qədər çox olarsa), səpilmə bir o qədər şiddətlidir.
Buna görə də, balans probleminin əsası belə çevrilir: effektiv genişləndirici alov gecikdirici şəbəkə yaratmaq üçün kifayət qədər APP əlavəsini təmin edərkən texnoloji vasitələrlə yuxarıda göstərilən üç işığın səpilmə təsirini necə minimuma endirmək olar?
Ölçü 1: hissəcik ölçüsünə və morfologiyasına nəzarəti məhdudlaşdırın - Mie səpilmə bölgəsindən qaçın
·Məqsəd: İlkin hissəcik ölçüsünü azaltmaqAPP100 nm-dən xeyli aşağı və ideal olaraq Rayleigh səpilmə dominant bölgəsinə daxil olur.
·Texniki yol: Nanoölçülü proqramlardan istifadə edin və ya ultra incə üyütmə və qiymətləndirmə üsulları vasitəsilə mikronaltı səviyyəli proqramlar əldə edin. Hissəcik ölçüsünün azaldılması Mie səpilmə intensivliyini əhəmiyyətli dərəcədə azalda və qatrandakı hissəciklərin asma dayanıqlığını artıra bilər.
·Çağırış və Xərc: Nanotexnologiya APP-nin səth enerjisini əhəmiyyətli dərəcədə artıracaq, birləşmə meylinin kəskin artmasına səbəb olacaq və hətta daha böyük optik qüsurlar yarada bilər. Buna görə də, o, ikinci ölçü ilə sinxron şəkildə aparılmalıdır (səthin modifikasiyası).
Ölçü 2: Səthin Modifikasiyası Mühəndisliyi - Qırılma İndeksi Qradient Keçidinə nail olmaq və Aqlomerasiyanı Yatırmaq
Bu, yüksək şəffaflığa nail olmaq üçün ən vacib addımdır.
·Prinsip: APP hissəciklərinin səthində APP və epoksi qatranı arasında sınma indeksi olan keçid təbəqəsi qurmaqla, interfeysdə sınma indeksinin kəskin dəyişməsini azaltmaq və bununla da Fresnel səpilməsini azaltmaq olar.
· Texniki icra:
1. Silan birləşdirici maddənin modifikasiyası: Tənzimlənən sındırma indeksinə malik silanı seçin (məsələn, daha yüksək sındırma indeksinə malik fenilsilan). Birləşdirmə agenti APP-nin səthində uyğunluğu və optik birləşməni yaxşılaşdıra bilən molekulyar təbəqə əmələ gətirir.
2. Polimer peyvəndi örtüyü: Epoksi qatranına (məsələn, polimetil metakrilat, PMMA, n ≈ 1.49 kimi) çox yaxın olan sındırma indeksinə malik şəffaf polimer qabıq APP-nin səthinə aşılanır və ya örtülür. Bu, hər bir APP hissəciyinə optik görünməzlik pərdəsi qoymağa bərabərdir.
3. Mikrokapsulyasiya (MC-APP): Mikrokapsulyasiya üçün yüksək şəffaflığa malik melamin formaldehid qatranı (MF) və digər divar materialları istifadə olunur. MF qatranının sındırma indeksi (~1,55-1,60) epoksi qatranına çox yaxındır, bu, əla optik uyğunluq əldə edə və suya davamlılığı təmin edə bilər.
Ölçü 3: Mərkəzləşdirilməmiş texnologiyanın son təqibi - makro və mikro aqreqatların aradan qaldırılması
Hissəciklərin özləri çox incə olsalar və dəyişdirilmiş olsalar belə, epoksi sistemdə bərabər şəkildə dağılmasalar, bütün səylər boşa çıxacaq.
·Proses açarı: Proses nano/submikron APP aqreqatlarının hərtərəfli açılmasını və yerli hissəcik ölçüsü ilə bərabər paylanmasını təmin etmək üçün yüksək sürətli kəsmə dispersiyasını üç rulonlu üyütmə ilə birləşdirir.
·Dispersant yardımı: Saxlama və istifadə zamanı təkrar birləşmənin qarşısını alaraq, sterik maneə təsirləri vasitəsilə dispersiyanın sabitliyini qorumaq üçün epoksi sistemləri ilə uyğun gələn polimer dispersantlardan istifadə edin.
Ölçü 4: Əlavə kəmiyyətin dəqiq optimallaşdırılması - Alov gecikdirən şəbəkələrin "sızma həddinin" tapılması
Əlavə edilən şəffaf alov gecikdirici epoksinin miqdarı mütləq daha yüksək deyil, lakin optik şəffaflıq və alov gecikdiricilik arasında Pareto sərhədi mövcuddur.
· Konsepsiya: Kritik miqdarda APP əlavəsi (süzülmə həddi) mövcuddur ki, ondan yuxarı APP hissəcikləri arasında effektiv istilik keçiriciliyi və kimyəvi reaksiya şəbəkəsi yarana bilər ki, bu da alov gecikdirməsinin (genişlənmə sürəti kimi) əhəmiyyətli dərəcədə artması ilə nəticələnir; Bu hədddən aşağı olan əlavə miqdarı şəffaflığa az təsir edir, lakin alov gecikdirici səmərəliliyi aşağıdır.
·Məqsəd: Yuxarıda qeyd olunan üç texnologiya (nanomateriallaşdırma, modifikasiya və optimal dispersiya) vasitəsilə sızma həddini azaltmaq, beləliklə daha az proqramla effektiv alov gecikdirməyə nail olmaq və şəffaflığı maksimuma çatdırmaq.
·Tipik diapazon: Adi proqramlar üçün epoksidə 5-8 phr-dən çox (yüz hissədə qatran) adətən şəffaflığın əhəmiyyətli dərəcədə itirilməsi ilə nəticələnir. Sistemin optimallaşdırılması, xüsusilə mikrokapsüllü nano APP vasitəsilə, V-0 dərəcəsinə nail olmaq üçün əlavə məbləğ 15-25 phr-ə qədər artırıla bilər, eyni zamanda yarı şəffafdan yüksək şəffaflığa qədər.
Praktik inkişafda qərar qəbul etmək üçün aşağıdakı çərçivəyə riayət etmək olar:
| Performans prioriteti | Tövsiyə olunan texnologiya yolu birləşməsi | Gözlənilən keçiricilik (@ 600nm, 2mm qalın) | Hədəf alov gecikdirici reytinq (UL94) | Tipik ümumi əlavə məbləği (phr) |
| Son Şəffaflıq (Optik Cihaz Qablaşdırması) | Nano MC-APP+son dispersiya+sındırma indeksinin dəqiq uyğunluğu | 85% | V-1-dən V-0-a | 15-20 |
| Yüksək şəffaflıq/yarı şəffaf (LED qablaşdırma, şəffaf örtük) | Submicron MC-APP və ya ultra incə dəyişdirilmiş APP+yaxşı dispersiya | 60% - 85% | V-0 | 20-30 |
| Funksiya prioriteti, yüngül dumanı qəbul edə bilər (ümumiyyətlə elektron inkapsulyasiya) | Adi MC-APP və ya yaxşı dəyişdirilmiş APP | 30% - 60% | V-0 - 5VA | 25-35 |
Qeyd: Keçiricilik qalınlıqla güclü şəkildə əlaqələndirilir və cədvəldəki məlumatlar 2 mm qalınlığında nümunələr üçün istinad dəyərləridir.
Əlavə məbləği və şəffaflığı arasında balansAPPepoksi qatranında tipik çoxməqsədli optimallaşdırma problemidir və onun həlli sabit nisbət deyil, qabaqcıl materialşünaslıq və incə emal texnologiyası vasitəsilə genişləndirilmiş "mümkün sahə"dir.
·Ənənəvi yanaşma: Qaba dənəli və dəyişdirilməmiş proqramlar əsasında şəffaflıq və alov gecikdiriciliyi ciddi şəkildə qarşılanır və yalnız güzəştə getmək olar.
·Müasir yol: Mie-nin "nano/sub mikron" vasitəsilə səpilməsinin qarşısını almaq, "səth/mikrokapsulyasiya modifikasiyası" vasitəsilə refraktiv indeks uyğunluğuna və interfeys optik birləşməsinə nail olmaq və "son dispersiya" vasitəsilə makroskopik qüsurları aradan qaldırmaq. Üçlük, sinergik təsir.
Bu sistem strategiyasının uğurla həyata keçirilməsi həm UL94 V-0 (və ya hətta 5VA) alov gecikdiricilik dərəcəsinə və >80% yüksək keçiriciliyə cavab verən epoksi kompozit materialları hazırlamağa imkan verir. Bu, yüksək səviyyəli optoelektronika sahəsində alov gecikdirən epoksi qatranının tətbiq sərhədini genişləndirməklə yanaşı, həm də material dizayn konsepsiyasında irəliləyişi təmsil edir: funksional doldurucuların əlavə edilməsi artıq matrisin əsas fiziki xüsusiyyətlərini qurban vermək bahasına başa gəlmir.
Yüksək səviyyəli tətbiqlərə həsr olunmuş material mühəndisləri üçün bu balanslaşdırma sənətinə yiyələnmək müştərilərə "görünən təhlükəsizlik" və "etibarlı müdafiəni" birləşdirən yeni nəsil həllər təqdim etmək, bununla da şiddətli bazar rəqabətində əsas texnoloji üstünlükləri təmin etmək deməkdir. Siz yüksək şəffaflıq və yüksək alov gecikdiricilik arasında balans tələb edən epoksi qatran məhsulları hazırlayırsız? Biz tənzimlənən sındırma indeksi, eksklüziv dispersiya proses həlləri və keçiricilik alov gecikdirici performansının sinerji optimallaşdırılması ilə mikrokapsulu nano proqramlardan tam texniki dəstək təmin edə bilərik, optimal balans nöqtəsini dəqiq tapmağa və məhsulun performansında sıçrayışlı təkmilləşdirməyə nail olmağa kömək edə bilərik.
