摘要 

富山県立大學的Satoshi Takei與大阪大學工程科學研究生院的Yoshiyuki Yokoyama等多團隊合作，在《Macromolecular Materials and Engineering》上發表了題為Nanomorphology of Polymer Blends for a ight-Scattering Thermosetting Plate Based on Self-Assembly 的研究論文。

該研究摒棄了向聚合物基質中摻雜二氧化硅溶膠、氧化鋯溶膠、熒光粉等傳統納米顆粒的思路，聚焦自組裝技術，通過兩種分別含羧基和環氧基的聚合物共混，利用其形成的納米形態制備光散射熱固性板，重點探究了聚丙烯酸重均分子量對材料綜合性能的影響，旨在為發光二極管（LED）液晶顯示器（LCD）開發新型光散射板。

研究表明，所開發的在脂環族環氧聚合物中含有四種不同重均分子量聚丙烯酸的光散射熱固性板，能夠形成30-350 nm的規則納米顆粒以實現光散射；在300 nm波長下，光散射率超過10%；熱穩定性可達230℃；氧氣阻隔性能約為聚乙烯的1/50；且聚合后具有耐溶劑性。

 研究材料/儀器/方法 

材料

二甲基甲酰胺、丙二醇甲醚、硅片、石英板、不銹鋼網、聚乙烯、超高分子量聚乙烯膜過濾器、環氧乙烷基、羥甲基、環氧環己烷、甲基等。

儀器

凝膠滲透色譜儀、掃描電子顯微鏡、薄膜測量系統、動態超顯微硬度計、熱重-差熱分析儀、紫外-可見分光光度計、橢圓偏振儀、GTR-11氣體透過率測試儀、旋轉涂布設備、熱板。

 GTR-11氣體透過率測試儀

方法

1. 聚丙烯酸的制備

將丙烯酸與丙二醇甲醚（PGME）共混，溶液中丙烯酸含量為20 wt%，在氮氣流動下將反應器溫度以3.0℃·min?1的速率升至70℃，隨后在氮氣氛圍下于70℃攪拌0.5-24 h，形成四種不同重均分子量的聚丙烯酸。所得聚合物經平均孔徑50 nm的超高分子量聚乙烯膜過濾器過濾、干燥后，得到聚丙烯酸細粉。

2. 聚合物共混與樣品制備

將每種聚丙烯酸與環氧聚合物（Daicel EHPE3150）在DMF和PGME體積比為50:50的混合溶劑中共混，共混溶液再次經超高分子量聚乙烯膜過濾器過濾。將所得液體材料旋涂或分散在硅片或石英板上，在70-170℃下聚合60 s，去除溶劑，得到熱固性板或薄膜。

3. 性能測試

光學性能測試：將熱固性板在石英板上聚合并于150℃烘烤后，通過橢圓偏振儀測量厚度（約15 mm），利用紫外-可見分光光度計測量300-600 nm波長范圍內的光散射率。

氧氣阻隔性能測試：將光散射熱固性材料溶液及聚乙烯參考樣品溶液澆鑄在不銹鋼網上，150℃烘烤后，利用GTR-11氣體透過率測試儀測量氧氣透過率（樣品厚度約11 mm，換算為10 mm膜厚度下的數值）。

 結論 

該研究打破了“光散射必須依賴納米顆粒摻雜"的傳統認知，通過自組裝技術實現了性能與成本的平衡。相較于傳統工藝，該方案無需額外添加納米顆粒，簡化了制備流程、降低了生產成本，同時避免了納米顆粒團聚導致的性能波動。

其開發的有機聚合物共混體系，可作為LED背光LCD光散射板的新型化學骨架，為大屏、超薄、高分辨率LCD的研發提供了關鍵材料支撐，對顯示技術的升級迭代具有重要推動作用。