好久没聊青空灯了,3个月时间,数百次实验之后,面板做出来了
之前一直在讨论青空灯的面板制作,甚至在《各位,十分不好意思,我破解了青空灯的关键材质》也给大家提到,现在市面上成品的青空灯面板就是在有机玻璃里面添加了二氧化钛纳米颗粒实现的。
原理也就是二氧化钛颗粒散射出高频率的蓝光所致。
但是对于工业化生产,利用工业设备这块板子就很简单就可以制作出来,如果在家里DIY的路线上来做这块板子就会相当的费劲了。
起初iN采取的策略就是购买油性二氧化钛颗粒,分散到环氧树脂中铸造。
但是最终的结果并不理想。主要的问题是虽然亲油性二氧化钛的颗粒直径都是5nm,但是由于静电的作用这些二氧化钛颗粒到树脂内依旧会产生很严重的团聚效应。
这种团聚效应就会导致纳米二氧化钛失效。出现的就是那种灰蒙蒙的天空效果。
所以问题就在于如何在环氧树脂中均匀地分散二氧化钛颗粒。当然了,其实即便是亲油性二氧化钛也需要进行改性,让它们可以在环氧树脂中形成有有机键。
基本上的改性操作就可以利用丁酯活化二氧化钛。但仅仅能稍微地降低一些团聚的问题,整体上是得不到改善的。
所以,换个思路——在环氧树脂里面直接生成二氧化钛,这样一旦二氧化碳被生成出来就会被环氧树脂材料包裹这样就可以极大的解决团聚的问题。
于是就可以做出这样的材料:
这一片环氧树脂就已经有了显著的瑞利散射效应。
做法很简单,但是由于我们对市场上销售的环氧树脂本身的成分属于未知,在反应过程中有可能产生光气,这个方式需要在通风环境内进行。
目前的做法是使用环氧树脂的B料+偶联剂+异丙纯+钛酸四丁酯,在加热高速搅拌的过程中喷入去离子水水雾。这时候水进入溶液后就可以水解钛酸四丁酯生成二氧化钛微粒。这些微粒就比5纳米二氧化钛还要小。并且在生成的过程中直接被偶联剂极化可以和环氧树脂B料结合形成包裹关系。
均下来计算,每毫升的钛酸四丁酯可以生成0.23克二氧化钛。
不过,这里其实还有一个坑,钛酸四丁酯水解的过程中会生成叔丁醇,这是一种经常使用在离子交换领域的物质,对咱们要做的事情就是——与环氧树脂A料混合回让A料迅速变黄。这是一个相当灾难性的后果。
所以后面的过程就是如何去除二氧化钛溶液中的叔丁醇。
这里就用到乙醚了,加入定量乙醚乙醚和叔丁醇形成共沸物,这样通过加热将叔丁醇和乙醚蒸发掉。
最终大约消耗了100ml钛酸四定酯可以生成20ml的二氧化钛和环氧树脂B料混合液。
将高浓度的混合液逐步滴定到20ml环氧树脂B料中,然后以这瓶B料进一步稀释。最终就可以得到带有大量二氧化钛颗粒的混合液。这里iN也没有直接测量具体的体积比例。就是依靠滴定管进行滴定。然后按照测试体积比逐渐提高浓度。
最终就得到了可以浇筑的环氧树脂。
浇筑的模具就直接定有机玻璃板,加上边框。
最终得到
换个角度:
等待48小时,成型后我们再做后继的测试。
剩下的事情不多了,顶多是灯体内部的光路装配。这次的大坑算是填完。回头看各种参数的树脂样品已经堆了一窗台。
作者声明本文无利益相关,欢迎值友理性交流,和谐讨论~
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