内添加型PET多层共挤光扩散膜的制备与性能研究

摘要

光扩散膜是 LCD液晶显示器背光源模组中重要的光学薄膜，它常被应用到灯饰广告牌、户外显示屏、液晶显示器中起雾化光源的作用。当前，制备光扩散膜的方法主要有涂布法和共混法，而采用多层共挤方式制备光扩散膜的研究鲜有报道。由于多层共挤光扩散膜具有能解决因涂布不均导致的掉粉、掉渣情况，同时相对于单层光扩散膜，又有减少光扩散剂的使用量，节约生产成本等优势，因此本文对内添加型 PE T多层共挤光扩散膜进行了相关研究。
　　本文首先制备了 LLDPE/PET多层共挤光扩散膜，研究了光扩散剂含量、热拉伸方式、拉伸倍数等对光扩散膜的透光率和雾度的影响，同时采用扫描电子显微镜对 PET薄膜脆断面进行了形态研究。结果表明：随着 LLDPE含量的增加，分散相平均粒径增大，未拉伸薄膜的透光率降低，雾度升高。经过双轴拉伸后，分散相形态逐渐偏离球形，多层光扩散膜的透光率增加，雾度逐渐降低，但雾度降低趋势小于单层光扩散膜。LLDPE含量占光扩散层8wt％时，制备的多层光扩散膜（177μm）的透光率为87.4%，雾度为84.42%。采用多层共挤制备的LLDPE/PET光扩散膜，在透光率提高的同时，雾度依然保持在较高值，且光扩散剂的用量比单层光扩散薄膜要少50%。
　　其次，制备了有机硅/PET多层共挤光扩散膜，研究了光扩散剂含量、拉伸倍数、螺杆转速比、挤出温度、冷却辊转速和温度、增粘PE T等对光扩散膜的透光率和雾度的影响。结果表明：随着双轴拉伸倍数的增加，多层光扩散膜的透光率先增加后减小，雾度先减小后增加。当拉伸倍数过大时，薄膜表面将形成球冠型微结构，引起透光率降低，雾度升高。同时，提高中间层挤出温度、降低光扩散层与中间层厚度比例、提高冷却辊转速和降低冷却辊温度均会使透光率增加，雾度降低。当有机硅含量占光扩散层10wt%，螺杆转速比为110:80，冷辊温度为25℃，冷辊转速为1.4m/min时，经双轴拉伸2.5倍的有机硅/PET多层光扩散膜（160μm）的透光率为81.2%，雾度为93.24%。光扩散层中的PET经1wt%扩链剂增粘后，主挤出机的螺杆转速可调节范围更宽广，更有利于多层共挤光扩散膜的制备成型。
　　再次，制备了 PP/PET多层共挤光扩散膜，研究了光扩散剂含量和粒径、相容剂含量、拉伸倍数等对光扩散膜的透光率和雾度的影响。结果表明：通过添加2.5wt%PP-g-MAH，能够有效的改善 PET树脂与分散相的相容性，细化分散相颗粒尺寸。随着双轴拉伸倍数的增加，光扩散膜的透光率先升高后趋于不变，雾度逐渐降低。当双轴拉伸倍数大于3倍后，分散相颗粒形貌逐渐偏离球形，且其球形度的改变是引起透光率和雾度变化的一大原因。当螺杆转速比为110:80，PP-g-MAH和PP含量占光扩散层12wt%时，经双轴拉伸2倍的PP/PET多层共挤光扩散膜（210μm）的透光率为78.2%，雾度为93.33%。
　　最后，为了将多层共挤光扩散膜与涂布型光扩散膜进行对比，制备了 PMMA/PET涂布型光扩散膜。结果表明：随着 PMMA含量的增加，透光率减小，雾度增大，当 PMMA含量占涂布层23wt%时，薄膜的透光率为90.1%，雾度为87.03%。与采用涂布方式制备的PMMA/PET光扩散膜相比，采用多层共挤方式制备的PP/PET光扩散膜和有机硅/PET光扩散膜的雾度均较高，透光率则略低。