光散射材料的研制与开发状况研究

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1、光散射材料的研制与开发状况研究摘要：介绍了光散射材料的散射机理、分类、制备方法及国内外的进展。　　关键词：光散射；面散射；体散射；共混；共聚　　中图分类号：O43文献标识码：A：1672-3198（2008）08-0395-02　　　　光散射材料是指能够使光通过而又能有效的散射光的材料。透光率和雾度是评定光散射材料的两项主要指标，透光率是指透过试样的光通量和射到试样上的光通量之比。它是表征透明高分子材料透明程度的一个重要性能指标。雾度，又称浊度，是透过试样而偏离入射光方向的散射光与透射光通量之比，是材料内部或表面上的不

2、连续性或不规则性所造成。通常用雾度的大小来表征材料的光散射强弱。　　光散射材料能将点、线光源转化成线、面光源，可以作为面光源材料应用指示标牌、广告招牌、展示橱窗、投影背墙以及壁挂式均匀照明光源等，也可以作为背光源材料应用于液晶显示，还可以与液晶元件复合制备高分子分散型散射元件。　　　　1光散射产生的机理　　　　如果媒质的均匀性遭到破坏，即尺度达到波长数量级的邻近媒质小块之间在光学性质上（如折射率）有较大差异，在光波作用下，它们将成为强度差别较大的次波源，而且从它们到空间各点已有不可忽略的光程差，这些次波相干叠加的结果，光

3、场中的强度分布将与上述均匀媒质情形有所不同，这时，除了按几何光学规律传播的光线外，其他方向或多或少也有光线存在，这就是散射光，即产生了散射。对于不均匀形态较大的媒质，光散射也可看作是反射和折射的综合结果。　　散射光强除了与入射光的波长、散射角有关外，还与散射体材料的折射率（N）和机体材料的折射率有关。目前，关于散射光强的计算理论，发展还不十分完善。　　计算散射光强，最简单的近似理论为Rayleigh-Gans-Debye(RGD)理论。对于半径较大或折射率较大的粒子，要用Mie理论来计算光强。如果粒子达到Mie理论不适用时

4、，就要用传统的射线光学来处理。下面的公式可以用于聚合物光散射材料散射光强的近似计算：　　lv=KI0R3n3γ0-4(nB2-n2)〔1+(8/3)2R2v2sin2(θ/2)〕-2　　上式中，K为常数，=2/，为光在介质中的波长，0为光在真空中的波长，为光散射角，n是介质的平均折射率：n=nAVA+nBVB。　　　　2光散射材料的分类　　　　根据散射机理的不同，可以将光散射材料分为：面散射材料和体散射材料。　　传统的光散射材料大多为面散射材料，采用面散射机理，即将透明板材或其它形状制品的一个表面(一

5、般为内表面)打磨，涂层或将其成型模具的相应面做喷砂或刻痕处理，利用它们粗糙的表面来产生光散射。这种材料的一个显著缺点是：它不能较好地兼顾材料的光散射性和透明性，综合性能较差，因而大大限制了它的应用范围。　　体散射材料多为分散有光散射体的透明合成材料，起散射作用的散射体的尺寸等于或大于可见光波长。这种材料应用了整体散射机理：即材料的内部与表面均起散射作用，能够很好地克服面散射所固有的弱点，制品具有高的光散射性，较好的透明性及优异的综合性能。目前，它已成为一种新型的背光源材料，逐渐在许多领域取代了传统光散射材料，并进一步扩展了新

6、的应用领域，如液晶显示等。　　另外，还有一种体——面散射材料，由产生体散射的基板和涂覆在基板上的能够产生面散射的表面组成，即将消光颗粒与涂料共混，涂覆在基板表面，利用涂层的收缩形成表面微结构，同时消光颗粒导致了涂层的光学非均一性，产生光散射。　　　　3光散射材料的制备