发光塑料的原理主要涉及以下几种方式:
添加放射性元素和硫化物
发光塑料中可以添加碱土金属硫化物(如硫化钙、硫化锶、硫化钡等)的晶体色料,并掺入少量镭或钍等放射性元素。当塑料受到光线照射后,色料中的放射性元素会放出射线,激发色料在黑暗中持续发光。这种发光时间的长短与温度有密切关系,温度升高,发光时间减少。
荧光物质或荧光剂
发光塑料中含有特殊的荧光物质或荧光剂,这些物质可以吸收外部光能或电能,并将其转化为可见光的能量,从而使塑料发出光。荧光物质在吸收光能后,其电子会跃迁到一个较高的能级,然后迅速返回到较低的能级,并释放出能量,通常以可见光的形式发射出来。
光学处理与发光涂层
发光塑料还可以通过表面光学处理,然后在塑料表面涂覆一层发光涂层来实现发光。这种涂层的厚度应低于视觉原理中的反射界限,通常在2μm以下,以实现边缘处发光的效果。
长余辉材料
长余辉蓄能发光材料是一种光致发光材料,其激发能源是光能。在材料制备过程中,掺杂的元素形成发光中心和陷阱中心。当受到外界光激发时,发光中心的基态电子跃迁到激发态,当电子从激发态跃迁回基态时,形成发光。同时,一些电子在受激时落入陷阱中心被束缚。光照撤除后,受环境温度的扰动,束缚于陷阱的电子跳出陷阱落到基态,释放的能量激发发光中心形成发光,表现为长时间的过程。
化学反应发光
有些发光塑料是通过过氧化物和酯类化合物发生反应,将反应后的能量传递给荧光染料,再由染料发出荧光。这种发光原理适用于夜光塑料,通过在塑料中放置玻璃管夹层,夹层内外隔离了过氧化物和酯类化合物,经过揉搓,两种化合物反应使得荧光染料发光。
综上所述,发光塑料的发光原理主要涉及放射性元素和硫化物的激发、荧光物质或荧光剂的能量转化、光学处理与发光涂层技术、长余辉材料的蓄能发光以及化学反应发光等多种方式。这些原理使得发光塑料在建筑、桥梁、隧道、机场、工厂等标志、铭牌、广告招牌等特殊场合具有广泛的应用前景。