PC又稱聚碳酸酯，是Polycarbonate的縮寫。PC是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。目前在應(yīng)用和工業(yè)化生產(chǎn)的主要為芳香族聚碳酸酯。聚碳酸酯是一種性能優(yōu)良的工程塑料，密度接近1.20g/cm3。由PC制成的無色透明塑料件，可見光的透光率可以達到90%左右。PC的主要用途包括光學(xué)照明，電子電器，汽車航空和醫(yī)療等。一般的，我們將應(yīng)用于光學(xué)照明領(lǐng)域，具有較好光學(xué)特性的透明，擴散或白色高反射率PC材料稱為光學(xué)PC。

　　隨著 LED 照明產(chǎn)品采用率的不斷增高，照明生產(chǎn)商正在尋找性能超越傳統(tǒng)照明應(yīng)用中使用的材料，來推動實現(xiàn)創(chuàng)新的設(shè)計和外形，提高照明效率，并解決持續(xù)的采用成本問題。 雖然照明生產(chǎn)商一貫使用有機玻璃 (PMMA) - 其次是玻璃 - 來開展固態(tài)照明 (SSL) 應(yīng)用, 但PC正日益成為透鏡、透光罩、燈管、導(dǎo)光柱、擴散罩和反射器的首選材料。 現(xiàn)在，大約 90% 取代白熾燈泡的 LED 替換燈泡都由 PC 材料制成。

　　LED 設(shè)計者通過選擇 PC(而不是玻璃和 PMMA)可實現(xiàn)諸多好處，包括更大的抗沖擊性和耐熱性，改進的阻燃等級，以及增強的設(shè)計靈活性。 不過，由于玻璃和 PMMA 具有高透光性和強耐候性，它們?nèi)允?PC 的競爭對手，不過最新等級的特種 PC 快速彌合了這一差距。 作為 LED 器件的候選材料，聚碳酸酯不僅對玻璃和 PMMA 提出了直接的挑戰(zhàn)，還將推動住宅、商用和室外 LED 設(shè)計不斷進步。

　　PC與PMMA主要性能比較

　　耐久性和抗沖擊性是用于住宅環(huán)境的必要條件，因為居民在安裝燈時掉落或?qū)Ω鼡Q件處置不當?shù)那闆r常有發(fā)生。 PC 在抗彎沖擊下打碎樣品所需的抗沖擊力在實驗室用 kJ/m2(每平方米千焦耳)測量單位表示，這比玻璃和 PMMA 的抗沖擊力要高得多。 在實際沖擊測試中，PC 的性能是 PMMA 的 10 倍，也是玻璃的 30 倍。

　　用 PC 制造的 LED 器件也比用 PMMA 制造的燈具更安全，因為其阻燃性和耐熱性有明顯優(yōu)勢。 按照 UL 94 標準，某些 PC 被評為“5VA”等級 - 最高阻燃性評級 - UL 94 標準根據(jù)不同方向和厚度的燃燒方式對塑料進行分類。 PMMA 被評為 UL 94“HB”等級，這也是最低等級。 另外，PC 還可以連續(xù)在最高 130℃ 的溫度下使用，而 PMMA 只能在最高 90℃ 的溫度下使用。 表 1 總結(jié)對LED照明產(chǎn)品設(shè)計人員比較重要的 PC 和 PMMA 特性。

　　表 1 PC 和 PMMA 規(guī)格比較

　　為了增加住宅環(huán)境中的 LED 需求，照明設(shè)計師還必須解決 LED 照明設(shè)備的質(zhì)量問題，使燈光變得更加柔和，更接近白熾燈。 乳白色或磨砂效果的擴散材料可以屏蔽 LED 光源，有助于均勻地分布光線，盡量減少眩光。 如果沒有擴散，LED 光源會產(chǎn)生刺眼的白色亮點。

　　同時，設(shè)計人員必須在柔和白光的審美需求與透光性之間保持平衡。 過多的擴散可能意味著亮度損失過度，從而降低燈泡效能。

　　PC 擅長在擴散與透光之間保持微妙的平衡。 新一代聚碳酸酯可以屏蔽亮點，而不影響透光性。 當在 LED 球罩或透光罩中使用時，PC 提供有效的擴散，而不需要二次透鏡或其他光學(xué)元件，從而減少成本、復(fù)雜性和重量。 用 PMMA 制成的擴散板通常需要多層結(jié)構(gòu)，從而增加 LED 設(shè)計的重量和復(fù)雜性。

　　表 2 顯示當今 LED 設(shè)計人員可用的 PC 等級提供的透光性和光散射。 透明等級的 1 毫米 SABIC 的 LEXANTM LUX C 樹脂組合的透光率可達 91.5%，較透光率為約 89% 的傳統(tǒng) PC 有了顯著的改進，僅次于透光率為 92% 的 PMMA。 對于需要更大擴散的照明應(yīng)用，LEXANTM LUX C 樹脂擴散等級可將光線擴散(如表 2 中所示)為光擴散度 (DLD)，即可看到入射光亮度一半的角度，而無需顯著降低透光率。

　　表 2 透明和擴散 PC 等級的透光性和光擴散度

　　商用和工業(yè)用 LED 燈制造商同樣也面臨著住宅市場的諸多挑戰(zhàn)。 照明設(shè)計必須功能實用、外觀時尚、輕便靈巧，同時實現(xiàn)高光效和光均勻度。

　　為了達到這些復(fù)雜的標準，制造商正在努力尋找各種材料來實現(xiàn)設(shè)計靈活性，在這方面PC遠勝玻璃和 PMMA 。 例如，PC 可用于形成尖角和凹口 - 這些設(shè)計功能進一步突顯了 PMMA 在抗沖擊強度方面的弱勢。此外，PMMA 也不能像 PC 那樣在吸頂式 LED 應(yīng)用中保持較高的耐久性和硬度，如圖 1 中所示。

　　圖 1 玻璃和 PMMA 既不能像 PC 那樣形成尖角和凹口，也不能像 PC 那樣在吸頂式 LED 應(yīng)用(如此處顯示的固定裝置)中保持較高的耐久性和硬度。

　　相比玻璃等其他材料需要使用相對低效率的粘膠組裝方式，PC 可以開展卡扣配合應(yīng)用。 根據(jù)歐盟相關(guān)報道，與粘合劑組件不同的是，用卡扣配合連接制成的 LED 燈和燈具可以輕松拆卸，而不會破壞零部件，從而降低了報廢成本等生命周期成本和環(huán)境影響。

　　使用聚碳酸酯

　　雖然必須考慮折射率 (RI) 差異，但是設(shè)計師和原始設(shè)備制造商仍可以采用與用 PMMA 和玻璃開發(fā)產(chǎn)品大致相同的方法來用 PC 開發(fā)產(chǎn)品。 雖然可以使用相同的預(yù)測建模工具，但是 SABIC 還提供雙向散射分布函數(shù) (BSDF) 文件，使產(chǎn)品工程師能夠同時預(yù)測透明材料和擴散材料的設(shè)計結(jié)果。 此外，PC 還可以使用與 PMMA 相同類型的模塑機 - 注塑機、擠出機和吹塑機進行處理。 使用符合 UL 94 阻燃等級要求的 PC 還可以縮短產(chǎn)品開發(fā)時間，并有可能消除進行設(shè)備燃燒測試的必要性。

　　雖然前景一片光明，但是 LED 技術(shù)仍處于相對初期的發(fā)展階段，仍需大規(guī)模進軍大眾市場，從而成為住宅、商用和戶外環(huán)境的主要照明方式。 廠家和設(shè)計人員正在直面這些挑戰(zhàn)，而且令人興奮的是，新設(shè)計每天都在涌現(xiàn)。 為了解決 LED 產(chǎn)業(yè)不斷改變的復(fù)雜規(guī)范問題，需要持續(xù)投資新的和改進的 PC 材料。 SABIC 將一直致力于與整個LED照明行業(yè)合作來推動下一代 LED 的發(fā)展。