荔枝状三聚氰胺-甲醛/SiO2复合微球的可控制备及其在光扩散材料中的应用

研究人员针对传统光扩散材料难以兼顾高透光率与高雾度的难题，开发了一种无分散剂/有机溶剂的沉淀聚合法，成功制备了具有分级结构的荔枝状三聚氰胺-甲醛/SiO2(MS)复合微球。该材料通过双尺度散射(Mie与Rayleigh)和折射率差协同作用，实现了96.38%雾度与>80%透光率的突破性平衡，为高性能光学材料提供了绿色高效的制备策略。

　　

在航空航天、光伏发电和光学传感等领域，兼具高透光率与高雾度的光学扩散材料需求迫切。传统表面浮雕型扩散器虽透光率优异但制备复杂，而体积型扩散器提高雾度时往往牺牲透光性。受昆虫复眼启发，具有分级结构的材料展现出光学调控潜力，但现有方法多依赖有机溶剂和复杂工艺，制约了规模化应用。

山东某研究团队在《Applied Surface Science》发表论文，提出通过无分散剂/有机溶剂的沉淀聚合法，制备荔枝状三聚氰胺-甲醛/SiO₂(MS)复合微球。研究发现分支链状SiO₂较球形颗粒更易形成均匀微球，优化后的材料在390°C仍保持95%质量保留率，作为光扩散器可实现96.38%雾度与>80%透光率的协同提升。

关键技术包括：1）采用不同形貌SiO₂(20-100 nm球形/10 nm直径分支链)调控微球结构；2）通过zeta电位分析评估分散稳定性；3）热重分析(TGA)验证材料耐热性；4）积分球系统测试光学性能。

【材料表征】TEM显示分支链SiO₂可形成更小更均匀的MS微球，zeta电位证实其静电稳定作用优于球形颗粒。

【光学性能】当MS微球添加量为0.5 wt%时，利用MF与PMMA基质的折射率差(1.68 vs 1.49)和双尺度散射效应，实现透光率80.12%与雾度96.38%的最佳平衡。

【热稳定性】TGA显示材料在390°C高温下质量损失<5%，满足光学材料加工温度要求。

该研究创新性地通过形貌调控和绿色工艺，解决了光扩散材料性能失衡的行业难题。分支链SiO₂的特殊吸附能力与MF树脂的三维交联结构协同作用，为设计环保型高性能光学材料提供了新范式。论文通讯作者Anhou Xu团队提出的无溶剂高浓度合成策略，对推动功能材料规模化生产具有重要指导意义。