Диссертация (1090114), страница 47
Текст из файла (страница 47)
С.И.Вавилова (ВНИСИ). Светотехнические характеристики новой энергосберегающейлампы представлены в таблице. 5.2.322Рис. 5.7 - Макет энергосберегающей лампы на основе разработанноголюминесцентного ДНПКМ на основе ПК (слева) [276] и стандартная лампанакаливания (справа)Таблица 5.2 - Светотехнические характеристики ламп различных типовХарактеристики лампыСветовой поток лампы, лмМощность лампы, ВтСветоодача, лм/ВтЭнергосберегающая лампана синих диодахс люминесцентнымсветорассеивателем из ПК76715,748,8Лампанакаливания940-9607511Ртуть содержащаялюминесцентнаялампа600-6502030Из таблицы 5.2 видно, что при меньшей затрачиваемой мощности (15,7 Вт)светоотдача от светодиодной лампы (48,8 лм/Вт) больше, чем светоотдача широкоприменяемых источников света, таких как лампы накаливания (11 лм/Вт) икомпактные люминесцентные лампы (30 лм/Вт).Энергосберегающаялампанасинихдиодахслюминесцентнымсветорассеивателем потребляет в 5 раз меньше мощности, чем лампа накаливанияи в 50 раз долговечнее ее, а в сравнении с ртуть-содержащими лампами она имеетболее высокую светоодачу, не требует утилизации и является экологическибезопасной.Врезультатепроведенныхисследованийбыларазвитаконцепция(«удалённого люминофора») построения осветительных приборов с применениемсветодиодов и удалённого от них люминофора.
В этом случае люминесцентноепреобразование излучения синего кристалла выносится за пределы световойячейки СИД и происходит в протяженном люминесцентном слое полимерногокомпозита (объемный люминесцирующий рассеиватель) и, таким образом,основнымисточникомсветастановитсякомпозиционный полимерный материал (рис. 5.8).удаленныйотисточника323Рис.
5.8 - Образцы светодиодных светильников со светопреобразующимиполимерными рассеивателями из композиций на основе ПКСветопреобразующие полимерные рассеиватели изготовлены на опытномзаводе АО «Институт пластмасс» (см. Том 2, Приложение к главе 4).В рамках концепции «удалённого люминофора» удалось решить следующиепроблемы:324получить рассеиваемый белый свет с малыми потерями и многократноуменьшенным эффектом ослепления;минимизировать интенсивность излучения в синей области спектравидимых излучений;повысить эффективность систем освещения на 30%;повысить надёжность и ресурс источников освещения до 25000 часов;обеспечить равномерность и комфортность освещения;создать новые приборы осветительной техники.Для протяженных источников света, в отличие от точечных, одним изглавных критериев качества является степень равномерности светотехническиххарактеристик(яркостиицветностисвечения)посветящемусяполю.Обеспечение необходимой степени равномерности – одна из основных проблем впрактической реализации данной модели.
Формирование светового потокапроисходит в светорассеивающей среде ДНПКМ, создаваемой частицамилюминофора и светорассеивающими добавками, равномерно распределенными впрозрачном полимере. В результате рассеяния света происходит переход отузконаправленнойиндикатрисысилысветаСИДкпространственномуравномерному распределению светового потока. Это обеспечивает комфортноевосприятие освещения практически без световых потерь, что является главнымпреимуществом новой модели источников света, реализованный с помощьюразработанных новых светопреобразующих и светорассеивающих материалов наоснове ПК.Основным преимуществом данной модели является то, что люминофорэксплуатируется при плотности возбуждения на 3-4 порядка ниже, чем в СИДбелого свечения, что обеспечивает повышение КПД светового прибора.Разработанныепозволяютсоздаватьмногофункциональныесветопреобразующиекомпозиционныеполимерныематериалырассеивателидлявысокоэффективных светодиодных светильников с биологически адекватнымспектром света для комфортного освещения среды обитания человека.325ВЫВОДЫ1.
Проведенные комплексные исследования позволили решить крупнуюнаучно-техническуюконструкционныхпроблемусозданияполимерныхинновационнойкомпозиционныхпродукции,материаловмногофункционального назначения, с уникальным сочетанием техническиххарактеристик на основе отечественных марок поликарбоната, что позволилосущественно расширить ее ассортимент и укрепить разрабатываемый сегментроссийского рынка.Разработан системный подход, который позволил на базе фундаментальныхисследований по организации многоуровневой гетерогенной гетерофазнойструктуры дисперсных систем проектировать составы, технологии и получатьвысокоударостойкие,абразивостойкие,светопреобразующиеисветорассеивающие конструкционные материалы на основе ПК и изделияразличного технического назначения.2.
Впервые на основе анализа выполненного комплекса фундаментальных иприкладных исследований по созданию дисперсно-наполненных полимерныхкомпозиционных материалов (ДНПКМ) предложен методологический подход,алгоритм и логистика по организации многоуровневой дисперсной структуры длясистем на основе ПК. Выявленные закономерности обеспечивают четкоерегулированиерядафункциональныхсвойствДНПКМ:ударостойкости,абразивостойкости, оптических и светотехнических характеристик.
С позицийрешетчатых моделей для описания дисперсной структуры предложены модель иобобщенные параметры (аср, аср/d, Θ, В и М), которые одновременно учитываютформу, размер, упаковку дисперсной фазы, взаимодействие на границе разделафаз. Определены характерные значения параметра Θ и связь с ударными,оптическими,светотехническимихарактеристикамииабразивостойкостьюдисперсных материалов на основе ПК.
Установлено, что для ударостойкихматериалов на основе ПК с высокими характеристиками по ударной вязкостихарактерна структура разбавленных или низконаполненных дисперсных системпри оптимальных обобщенных параметрах: для систем термодинамически326несовместимых компонентов - ПК + Полиолефины - Θ ≈ 0,92об.д., аср ≈ 8 мкм иаср/ d ≈ 2,4; для систем с ограниченной совместимостью компонентов - ПК + АБС- Θ ≈ 0,61об.д., аср ≈ 2,0 – 4,0мкм и аср/ d ≈ 0,6 - 0,8 и для системы ПК + ПАТФ Θ ≈ 0,82об.
д., аср ≈ 2 – 5мкм и аср/d ≈ 1,8. Показано, что наибольшейабразивостойкостью обладают нанокомпозиты на основе ПК (с учетомагломерации наночастиц) с обобщенными параметрами дисперсной структуры:Θ ≈ 0,92-0,95об.д., аср ≈ 5-12 мкм и аср/ d ≈ 3,5 -4,0 при сохранении на высокомуровне оптических характеристик (К ≈ 80 - 85%). Дисперсные системы на основеПК + наполнитель-люминофор с высоким уровнем светопреобразующиххарактеристик относятся к разбавленным ДНПКМ с обобщенными параметрами:Θ ≈ 0,93 – 0,96 об. д., аср ≈ 14 – 20 мкм и аср/ d ≈ 2,8 – 4,6.3.Выполненыкомплексныефундаментальныеитехнологическиеисследования по созданию высоко ударостойких пластиков на основе смесей ПК сполимерами различной структуры, химического состава, термодинамическойсовместимости, релаксационными и вязкостными характеристиками, а такжекомплексом физико-механических свойств.
Получены фазовые диаграммы иморфологии фазовых структур для смесей различного состава на основе ПК сполиолефинами, сополимерами АБС и полиалкилентерефталатами (ПБТФ иПЭТФ) разной молекулярной массы и термодинамической совместимостью.Изучены диффузионные процессы на границе раздела фаз в смесях ПК +полимер-модификаторпараметрыиполученывзаимодиффузииидиффузионныесоставыпрофили,сосуществующихопределеныфаз,кинетикарастворения и движение диффузионного фронта во времени, а также установленаих корреляция с температурами стеклования фаз в смеси, размерами частицдисперсной фазы, параметрами фазовой структуры и ударной прочностью ПКМ.Установлена корреляция для смесей на основе ПК температур перехода отхрупкого разрушения к пластическому с низкотемпературными пиками α –релаксации полимера - модификатора удара, что позволяет целенаправленновыбиратьмодификаторыудара,прогнозироватьтемпературыхрупко-пластического перехода при ударе, проектировать составы ударопрочных327пластиков с высокими значениями ударной вязкости до 40 – 50 кДж/м2 и принизких температурах - до 35кДж/м2.
Показано, что увеличение ударной вязкостиПК, как при нормальных, так и отрицательных температурах (-40оС), достигаетсятолько при оптимальной организации дисперсной структуры в смесях на основеПК.4. Развиты основные принципы создания ударопрочных пластиков наоснове смесей ПК с полиолефинами, АБС – пластиками и ПАТФ. Впервыепроведены системные исследования по организации структуры границы разделафаз и ее влиянию на ударные характеристики дисперсных систем и предложенымеханизмы упрочнения дисперсных систем при воздействии ударных нагрузок.Установлено, что растворение дисперсной фазы ПАТФ в матрице ПК приводит кснижению ударной прочности, а ограничено совместимые сополимеры АБСразного состава формируют диффузионно размытую границу раздела фаз свыделением микроэмульсионного слоя, что обеспечивает высокую ударнуювязкость(до50кДж/м2).Термодинамическинесовместимыеполимеры-модификаторы (полиэтилены) улучшают перерабатываемость и повышаютударную вязкость ПК-композиций ~ в 2 раза, которая сохраняется и при низкихтемпературах (до -40оС), в результате формирования слабой границы раздела фази ее разрушения (отслаивание фазы ПЭ от ПК с образованием пор) привоздействии ударных нагрузок (кавитационный механизм разрушения).
Показано,что слабое взаимодействие на границе раздела фаз в смеси ПК + Полиэтиленыприводит к расслоению компонентов в условиях больших скоростей инапряжений сдвига, реализуемых при литье тонкостенных и крупногабаритныхизделий и к существенному ограничению применения таких композиций.5. Исследованы химические реакции в смесях ПК + АБС и ПК + ПАТФ и награнице раздела фаз, протекающиев условиях получения материалов и ихпереработки в изделия, а также их влияние на комплекс физико-механическиххарактеристик и ударную прочность, в том числе, в присутствии стабилизаторовразличныхклассовфосфорорганических(пространственно-затрудненныхсоединенийидр.).Показано,фенолов,чтопроцессы328термодеструкции в смесях ПК + АБС удается полностью подавить при введении0,5-0,75 масс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
