Tiga menit untuk memahami jenis film penghalang tinggi dan penggunaannya.

Pertanyaan: Tiga menit untuk memahami jenis film penghalang tinggi dan penggunaannya.

Baru-baru ini, dengan fermentasi layar OLED yang terus-menerus, bahan OLED terbakar, dan film penghalang tinggi telah menjadi objek yang dikejar oleh komunitas modal.

Jadi apa itu film penghalang tinggi? artikel ini untuk Anda untuk mendekripsi film penghalang tinggi pada tuyere.

"High barrier" tidak diragukan lagi merupakan properti yang sangat diinginkan, yang merupakan salah satu karakteristik yang dibutuhkan oleh banyak bahan kemasan polimer.penghalang tinggi mengacu pada permeabilitas yang sangat rendah dari bahan kimia berat molekul rendah, seperti gas dan senyawa organik.

Bahan kemasan penghalang tinggi dapat secara efektif mempertahankan kinerja asli produk dan memperpanjang umur produk.

Saat ini bahan penghalang yang umum digunakan dalam bahan polimer terutama sebagai berikut:

1. Polyvinylidene chloride (PVDC)

PVDC memiliki sifat penghalang yang sangat baik terhadap oksigen dan uap air.

Kristalisasi tinggi PVDC, kepadatan tinggi dan keberadaan dasar hidrofobik membuat permeabilitas oksigen dan permeabilitas air sangat rendah sehingga PVDC memiliki sifat penghalang gas yang sangat baik,dibandingkan dengan bahan lain dapat lebih baik memperpanjang umur simpan dari barang kemasan, ditambah dengan daya adaptasi pencetakan, mudah disegel panas, sehingga banyak digunakan di bidang kemasan makanan dan obat.

2. Copolymer etilena-vinil alkohol (EVOH)

EVOH adalah kopolymer etilena dan vinil alkohol, yang memiliki sifat penghalang yang sangat baik.dan gugus hidroksil pada rantai molekul mudah untuk membentuk ikatan hidrogen, sehingga kekuatan intermolekul diperkuat, rantai molekul dikemas lebih dekat, dan kristalinitas EVOH lebih tinggi, sehingga memiliki sifat penghalang yang sangat baik.

Namun, struktur EVOH mengandung sejumlah besar gugus hidroksil hidrofil, yang membuat EVOH mudah menyerap kelembaban, sehingga sangat mengurangi sifat penghalang.Kohesi intramolekuler dan intermolekuler dan kristalinitas tinggi menyebabkan kinerja penyegelan panas yang buruk.

3. Polyamide (PA)

Secara umum, ketahanan gas nilon baik, tetapi penghalang terhadap uap air yang buruk, penyerapan air yang kuat, dan dengan peningkatan penyerapan air dan pembengkakan,sehingga ketahanan gas dan ketahanan kelembaban berkurang tajam, dan stabilitas kekuatan dan ukuran kemasan juga akan terpengaruh.

Selain itu, nilon memiliki sifat mekanik yang sangat baik, kuat dan tahan aus, ketahanan dingin dan panas yang baik, stabilitas kimia yang baik, pengolahan yang mudah, kemampuan cetak yang baik, tetapi penyegelan panas yang buruk.

Resin PA memiliki karakteristik penghalang tertentu, tetapi tingkat penyerapan kelembaban yang besar, yang mempengaruhi sifat penghalang, sehingga umumnya tidak dapat digunakan sebagai lapisan luar.

4Polyester (PET, PEN)

Bahan penghalang yang paling umum dan paling banyak digunakan dalam poliester adalah PET. PET memiliki sifat penghalang yang sangat baik karena struktur kimia simetrisnya, planaritas rantai molekul yang baik,menumpuk rantai molekul yang ketat, dan orientasi kristalisasi mudah.

Dalam beberapa tahun terakhir, perkembangan pesat aplikasi PEN, ia memiliki ketahanan hidrolisis yang baik, ketahanan kimia dan ketahanan UV.kecuali bahwa PET mengandung cincin benzena dalam rantai utama, sedangkan PEN mengandung cincin naftalein dalam rantai utama.

Karena naftalen memiliki efek konjugasi yang lebih besar daripada cincin benzena, rantai molekul lebih kaku, dan strukturnya lebih datar, PEN memiliki sifat komprehensif yang lebih baik daripada PET.

1. Senyawa multi-lapisan

Komposit multilayer mengacu pada komposit dari dua atau beberapa film dengan sifat penghalang yang berbeda melalui proses tertentu.molekul permeabel harus melewati beberapa lapisan film untuk mencapai bagian dalam kemasan, yang setara dengan memperpanjang jalur permeable, sehingga kinerja penghalang ditingkatkan.

Metode ini adalah semacam film komposit dengan sifat komprehensif yang sangat baik yang disiapkan dengan mensintesis keuntungan dari berbagai film, dan prosesnya sederhana.

Namun, dibandingkan dengan bahan penghalang tinggi intrinsik, film yang dibuat dengan metode ini lebih tebal, rentan terhadap gelembung atau retakan dan lipatan, yang mempengaruhi kinerja penghalang,dan persyaratan peralatan relatif kompleks dan biayanya tinggi.

2. Lapisan permukaan

Lapisan permukaan adalah penggunaan deposisi meteorologi fisik (PVD), deposisi uap kimia (CVD), deposisi lapisan atom (ALD), deposisi lapisan molekuler (MLD),lapisan self-assembly (LBL) atau teknologi deposisi magnetron sputtering pada permukaan polimer logam oksida atau nitrida dan bahan lainnya, sehingga membentuk lapisan penghalang yang padat dan sangat baik di permukaan film.

Namun, metode ini memiliki beberapa masalah seperti proses yang memakan waktu, peralatan mahal dan proses yang rumit, dan lapisan dapat menghasilkan cacat seperti lubang pin dan retakan selama layanan.

3Bahan nano-komposit

Nanokomposit disiapkan dengan interkalasi, polimerisasi in situ atau metode sol-gel menggunakan nanopartikel lembaran yang tidak dapat ditembus dengan rasio aspek yang besar.Penambahan nanopartikel lembaran tidak hanya dapat mengurangi fraksi volume matriks polimer dalam sistem untuk mengurangi kelarutan molekul permeabel, tetapi juga memperpanjang jalur permeabel molekul permeabel dan mengurangi tingkat difusi molekul permeabel, sehingga kinerja penghalang ditingkatkan.

4Perubahan permukaan

Karena permukaan polimer sering bersentuhan dengan lingkungan eksternal, mudah mempengaruhi adsorpsi permukaan, sifat penghalang dan pencetakan polimer.

Untuk membuat polimer dapat digunakan dengan lebih baik dalam kehidupan sehari-hari, permukaan polimer biasanya dirawat.Modifikasi pemindahan permukaan dan perawatan permukaan plasma.

Metode semacam ini mudah untuk memenuhi persyaratan teknis, peralatan sederhana, biaya investasi satu kali rendah, tetapi tidak dapat mencapai efek stabilitas jangka panjang,Setelah permukaan rusak, kinerja penghalang akan sangat terpengaruh.

5. dua arah peregangan

Dengan peregangan bidirectional, film polimer dapat diorientasikan ke arah vertikal dan horizontal, meningkatkan urutan susunan rantai molekul, tumpukan lebih erat,sehingga molekul kecil lebih sulit untuk melewatiMetode ini mempersulit proses persiapan film polimer penghalang tinggi intrinsik,dan kinerja penghalang sulit ditingkatkan secara signifikan.

Aplikasi bahan penghalang tinggi

Film penghalang tinggi sudah muncul dalam kehidupan sehari-hari, bahan penghalang tinggi polimer saat ini terutama digunakan dalam kemasan makanan dan obat-obatan, kemasan perangkat elektronik, kemasan sel surya,Kemasan OLED.

1Kemasan makanan dan obat

Kemasan makanan dan obat-obatan adalah bidang yang paling banyak digunakan dari bahan penghalang tinggi.yang sangat mengurangi masa simpannya.

Untuk kemasan makanan dan obat-obatan, persyaratan penghalang umumnya tidak terlalu tinggi,dan transmisi uap air (WVTR) dan transmisi oksigen (OTR) dari bahan yang akan diblokir harus kurang dari 10g/m2/hari dan 100cm3/m2/hari, masing-masing

2. Kemasan perangkat elektronik

Dengan perkembangan cepat informasi elektronik modern, orang-orang telah mengajukan persyaratan yang lebih tinggi untuk komponen elektronik, dan telah berkembang menuju portabilitas dan multi-fungsi.Hal ini membuat persyaratan yang lebih tinggi untuk bahan kemasan perangkat elektronik, yang harus memiliki isolasi yang baik, tetapi juga mampu melindunginya dari korosi oksigen eksternal dan uap air, dan juga memiliki kekuatan tertentu,yang membutuhkan penggunaan bahan penghalang polimer.

Perangkat elektronik umum untuk bahan pengemasan persyaratan penghalang untuk pernapasan uap air (WVTR) dan pernapasan oksigen (OTR) kurang dari 10-1g/m2/hari dan 1cm3/m2/hari, masing-masing.

3. kemasan sel surya

Karena energi matahari terpapar udara sepanjang tahun, oksigen dan uap air di udara mudah mengorosi lapisan logam di luar sel surya,yang sangat mempengaruhi penggunaan sel suryaOleh karena itu, perlu untuk mengemas modul sel surya dengan bahan penghalang tinggi, yang tidak hanya dapat memastikan umur sel surya, tetapi juga meningkatkan ketahanan baterai..

Persyaratan penghalang sel surya untuk bahan kemasan adalah transmisi uap air (WVTR) dan transmisi oksigen (OTR) yang masing-masing kurang dari 10-2 g/m2/hari dan 10-1 cm3/m2/hari.

4Kemasan OLED

Film kemasan OLED

OLED dari tahap awal pengembangan telah ditempatkan pada tugas generasi berikutnya dari layar, tetapi umur pendek telah menjadi masalah besar membatasi aplikasi komersial,alasan utama untuk mempengaruhi umur bahan elektroda OLED dan bahan cahaya sangat sensitif terhadap oksigen, air, kotoran, mudah tercemar, mengakibatkan penurunan kinerja perangkat, sehingga mengurangi efisiensi cahaya, memperpendek umur layanan.

Untuk memastikan efisiensi cahaya produk dan memperpanjang masa pakai, perangkat harus diisolasi dari oksigen dan air selama kemasan.

Dan untuk memastikan bahwa umur layar OLED fleksibel lebih dari 10000 jam,Transmittansi uap air (WVTR) dan transmittansi oksigen (OTR) dari bahan pemblokiran harus kurang dari 10-6g/m2/hari dan 10-5cm3/m2/hariStandarnya jauh lebih tinggi daripada persyaratan untuk kinerja penghalang di bidang fotovoltaik organik, kemasan sel surya, makanan,teknologi kemasan obat dan perangkat elektronik, sehingga perlu memilih bahan substrat fleksibel dengan kinerja penghalang yang sangat baik untuk membungkus perangkat untuk memenuhi persyaratan hidup produk yang ketat.