Trois minutes pour comprendre les types de films à haute barrière et leur utilisation.

Question: Trois minutes pour comprendre les types de films à haute barrière et leur utilisation.

Récemment, avec la fermentation continue de l'affichage OLED, les matériaux OLED sont en feu, et les films à haute barrière sont devenus l'objet de la poursuite de la communauté de la capitale.

Cet article vous aidera à déchiffrer le film à haute barrière sur le tuyere.

"High barrier" est sans aucun doute une propriété très souhaitable, qui est l'une des caractéristiques requises par de nombreux matériaux d'emballage en polymère.une barrière élevée désigne la très faible perméabilité des produits chimiques à faible poids moléculaire, tels que les gaz et les composés organiques.

Les matériaux d'emballage à haute barrière peuvent maintenir efficacement les performances d'origine du produit et prolonger sa durée de vie.

Actuellement, les matériaux de barrière couramment utilisés dans les matériaux polymères sont principalement les suivants:

1. chlorure de polyvinylidène (PVDC)

Le PVDC a d'excellentes propriétés de barrière à l'oxygène et à la vapeur d'eau.

La haute cristallisation, la densité élevée et l'existence d'une base hydrophobe du PVDC font que sa perméabilité à l'oxygène et à l'eau est très faible, de sorte que le PVDC a d'excellentes propriétés de barrière gazeuse,Comparé à d'autres matériaux peut mieux prolonger la durée de conservation des emballages, couplée à sa capacité d'adaptation à l'impression, facile à sceller à chaud, elle est donc largement utilisée dans le domaine de l'emballage alimentaire et médicamenteux.

2Copolymère d'alcool éthylène-vinyle (EVOH)

L'EVOH est un copolymère d'éthylène et d'alcool vinylique, qui présente de très bonnes propriétés barrières, car la chaîne moléculaire de l'EVOH contient des groupes hydroxyle,et les groupes hydroxyle sur la chaîne moléculaire sont faciles à former des liaisons hydrogène, de sorte que la force intermoléculaire est renforcée, la chaîne moléculaire est plus étroitement regroupée et la cristallinité de l'EVOH est plus élevée, de sorte qu'il a d'excellentes propriétés de barrière.

Cependant, la structure de l'EVOH contient un grand nombre de groupes hydroxyle hydrophiles, ce qui rend l'EVOH facile à absorber l'humidité, réduisant ainsi considérablement la propriété de barrière.la cohésion intramoleculaire et intermoleculaire et la cristallinité élevée entraînent de mauvaises performances de soudure thermique.

3. Polyamide (PA)

En général, la résistance au gaz du nylon est bonne, mais la barrière à la vapeur d'eau est faible, l'absorption de l'eau est forte, et avec l'augmentation de l'absorption de l'eau et le gonflement,de sorte que la résistance au gaz et à l'humidité soient fortement réduites, et la stabilité de sa résistance et de sa taille d'emballage seront également affectées.

En outre, le nylon possède d'excellentes propriétés mécaniques, résistant à l'usure, résistant au froid et à la chaleur, bonne stabilité chimique, facilité de traitement, bonne capacité d'impression, mais faible étanchéité thermique.

La résine PA présente certaines caractéristiques de barrière, mais le taux d'absorption de l'humidité est élevé, ce qui affecte sa propriété de barrière, de sorte qu'elle ne peut généralement pas être utilisée comme couche extérieure.

4. Polyester (PET, PEN)

Le matériau de barrière le plus courant et le plus utilisé dans le polyester est le PET.l'empilement à chaîne moléculaire étroite, et une orientation de cristallisation facile.

Ces dernières années, le développement rapide de l'application du PEN, il a une bonne résistance à l'hydrolyse, résistance chimique et résistance aux UV.sauf que le PET contient un anneau de benzène dans la chaîne principale, tandis que le PEN contient un anneau de naphtalène dans la chaîne principale.

Parce que le naphtalène a un effet de conjugaison plus important que l'anneau de benzène, que la chaîne moléculaire est plus rigide et que la structure est plus plane, le PEN a de meilleures propriétés globales que le PET.

1. Composé multicouche

Le composite multicouche désigne le composite de deux ou plusieurs films ayant des propriétés de barrière différentes par un certain processus.les molécules perméables doivent traverser plusieurs couches de film pour atteindre l'intérieur du colis, ce qui équivaut à prolonger la voie perméable, de sorte que les performances de la barrière soient améliorées.

La méthode est une sorte de film composite aux excellentes propriétés globales préparé en synthétisant les avantages de divers films, et le processus est simple.

Toutefois, par rapport au matériau à haute barrière intrinsèque, le film préparé par cette méthode est plus épais, plus sujet aux bulles, aux fissures et aux plis, ce qui affecte les performances de la barrière,et les exigences en matière d'équipement sont relativement complexes et le coût est élevé.

2. revêtement de surface

Le revêtement de surface consiste à utiliser le dépôt météorologique physique (PVD), le dépôt chimique de vapeur (CVD), le dépôt de couche atomique (ALD), le dépôt de couche moléculaire (MLD),technologie d'auto-assemblage par couche (LBL) ou de dépôt par pulvérisation par magnétron sur la surface de l'oxyde ou du nitrure de métal polymère et d'autres matériaux, de façon à former un revêtement de barrière dense et excellent sur la surface du film.

Cependant, ces méthodes présentent certains problèmes tels que le processus long, l'équipement coûteux et le processus compliqué, et le revêtement peut produire des défauts tels que des trous d'épingle et des fissures pendant le service.

3Matériaux nano-composites

Les nanocomposites sont préparés par intercalation, polymérisation in situ ou méthode sol-gel à l'aide de nanoparticules de tôle impénétrables à grand rapport d'aspect.L'ajout de nanoparticules de feuille peut non seulement réduire la fraction de volume de la matrice polymère dans le système pour réduire la solubilité des molécules perméables, mais aussi d'étendre le chemin perméable des molécules perméables et de réduire le taux de diffusion des molécules perméables, de sorte que les performances de la barrière sont améliorées.

4Modification de la surface

Comme la surface du polymère est souvent en contact avec l'environnement extérieur, il est facile d'affecter l'adsorption de la surface, les propriétés de barrière et l'impression du polymère.

Pour que le polymère puisse être mieux utilisé dans la vie quotidienne, la surface du polymère est généralement traitée.modification de la greffe de surface et traitement de surface par plasma.

Ce type de méthode est facile à répondre aux exigences techniques, l'équipement est simple, le coût d'investissement unique est faible, mais il ne peut pas atteindre l'effet de stabilité à long terme,une fois la surface endommagée, la performance de l'obstacle sera sérieusement affectée.

5- Un étirement dans les deux sens.

Par étirement bidirectionnel, le film polymère peut être orienté dans les deux directions verticale et horizontale, améliorer l'ordre de l'arrangement de la chaîne moléculaire, empiler plus étroitement,de sorte que les petites molécules sont plus difficiles à traverserCette méthode complique le processus de préparation du film polymère à haute barrière intrinsèque,et la performance de la barrière est difficile à améliorer de manière significative.

L'application de matériaux à haute barrière

Le film à haute barrière est déjà apparu dans la vie quotidienne, les matériaux polymères à haute barrière actuels sont principalement utilisés dans les emballages alimentaires et médicamenteux, les emballages d'appareils électroniques, les emballages de cellules solaires,Emballages OLED.

1- emballage des aliments et des médicaments

L'emballage des aliments et des médicaments est le domaine le plus largement utilisé des matériaux à haute barrière.qui réduit considérablement sa durée de conservation.

Pour les emballages alimentaires et pharmaceutiques, les exigences en matière de barrière ne sont généralement pas particulièrement élevées,et la transmission de la vapeur d'eau (WVTR) et de l'oxygène (OTR) du matériau à bloquer doit être inférieure à 10 g/m2/jour et à 100 cm3/m2/jour, respectivement.

2. Emballage des appareils électroniques

Avec le développement rapide de l'information électronique moderne, les gens ont mis en avant des exigences plus élevées pour les composants électroniques, et ont évolué vers la portabilité et la multifonctionnalité.Cela impose des exigences plus élevées pour les matériaux d'emballage des appareils électroniques, qui doit avoir une bonne isolation, mais aussi être capable de le protéger contre la corrosion de l'oxygène externe et de la vapeur d'eau, et avoir également une certaine résistance,qui nécessite l'utilisation de matériaux de barrière en polymère.

Les dispositifs électroniques généraux pour matériaux d'emballage exigent que la barrière de transmission de la vapeur d'eau (WVTR) et de l'oxygène (OTR) soit inférieure respectivement à 10 g/m2/jour et à 1 cm3/m2/jour.

3. emballage de cellules solaires

Parce que l'énergie solaire est exposée à l'air toute l'année, l'oxygène et la vapeur d'eau dans l'air sont faciles à corroder la couche métallisée à l'extérieur de la cellule solaire,qui affecte gravement l'utilisation des cellules solairesPar conséquent, il est nécessaire d'emballer le module de cellule solaire avec des matériaux à haute barrière, qui peuvent non seulement assurer la durée de vie de la cellule solaire, mais aussi améliorer la résistance de la batterie..

Les exigences en matière de barrière des cellules solaires pour les matériaux d'emballage sont que la transmission de la vapeur d'eau (WVTR) et la transmission de l'oxygène (OTR) doivent être inférieures respectivement à 10-2 g/m2/jour et à 10-1 cm3/m2/jour.

4Emballages OLED

Film d'emballage OLED

L'OLED, dès le début de son développement, a été attribuée à la prochaine génération d'écrans, mais sa courte durée de vie a été un problème majeur limitant son application commerciale.la principale raison d'affecter la vie des matériaux d'électrodes OLED et des matériaux lumineux sont très sensibles à l'oxygène, l'eau, les impuretés, il est facile d'être pollué, ce qui entraîne une diminution des performances de l'appareil, réduisant ainsi l'efficacité lumineuse, raccourcissant la durée de vie.

Afin d'assurer l'efficacité lumineuse du produit et de prolonger sa durée de vie, le dispositif doit être isolé de l'oxygène et de l'eau pendant l'emballage.

Et afin de garantir que la durée de vie de l'écran OLED flexible est supérieure à 10000h,la transmission de la vapeur d'eau (WVTR) et de l'oxygène (OTR) du matériau de blocage doit être inférieure à 10 à 6 g/m2/jour et à 10 à 5 cm3/m2/jour, respectivement. Ses normes sont beaucoup plus élevées que les exigences relatives aux performances de barrière dans les domaines de la photovoltaïque organique, des emballages de cellules solaires, de l'alimentationtechnologie de l'emballage des médicaments et des dispositifs électroniques, il est donc nécessaire de choisir des matériaux de substrat souples avec d'excellentes performances de barrière pour emballer le dispositif afin de répondre aux exigences strictes de la durée de vie du produit.