Trzy minuty na zrozumienie rodzajów folii o wysokiej barierze i jej zastosowania.

Pytanie: Trzy minuty na zrozumienie rodzajów folii o wysokiej barierze i jej zastosowania.

Ostatnio, wraz z ciągłym fermentacją wyświetlaczy OLED, materiały OLED są w płomieniach, a wysokie folie barierowe stały się przedmiotem poszukiwań społeczności kapitałowej.

Ten artykuł pomoże ci odszyfrować film o wysokiej barierze.

"Wysoka bariera" jest niewątpliwie bardzo pożądanym właściwości, która jest jedną z cech wymaganych przez wiele polimerowych materiałów opakowaniowych.wysoka bariera oznacza bardzo niską przepuszczalność chemikaliów o niskiej masie cząsteczkowej, takich jak gazy i związki organiczne.

Materiały opakowaniowe o wysokiej barierze mogą skutecznie utrzymać pierwotną wydajność produktu i wydłużyć jego żywotność.

Obecnie powszechnie stosowane materiały barierowe w materiałach polimerowych to głównie następujące:

1. Chlorek poliwinilidenu (PVDC)

PVDC ma doskonałe właściwości bariery dla tlenu i pary wodnej.

Wysoka krystalizacja, wysoka gęstość i obecność bazy hydrofobowej PVDC sprawiają, że jego przepuszczalność tlenu i przepuszczalność wody są bardzo niskie, dzięki czemu PVDC ma doskonałe właściwości bariery gazowej,w porównaniu z innymi materiałami może lepiej wydłużyć okres trwałości produktów opakowaniowych, w połączeniu z przystosowalnością do druku, łatwo uszczelnić cieplnie, więc jest szeroko stosowany w dziedzinie opakowań żywności i leków.

2. Kopolimer etyleno-winyloalkoholowy (EVOH)

EVOH jest kopolimerem etylenu i alkoholu winylowego, który ma bardzo dobre właściwości barierowe, ponieważ łańcuch molekularny EVOH zawiera grupy hydroksylowe,a grupy hydroksylowe na łańcuchu molekularnym łatwo tworzą wiązania wodorowe, dzięki czemu siła międzycząsteczkowa jest wzmocniona, łańcuch molekularny jest skupiony bliżej, a krystaliczność EVOH jest wyższa, dzięki czemu ma doskonałe właściwości barierowe.

Jednakże struktura EVOH zawiera dużą liczbę hydroxylnych grup hydrofilowych, co sprawia, że EVOH łatwo wchłania wilgoć, znacznie zmniejszając w ten sposób właściwości barierowe.spójność wewnątrzcząsteczkowa i międzycząsteczkowa oraz wysoka krystaliczność prowadzą do słabych właściwości uszczelniających termicznych.

3. Poliaamid (PA)

Ogólnie rzecz biorąc, odporność nylonu na gazy jest dobra, ale bariera na parę wodną jest słaba, wchłanianie wody jest silne, a zwiększenie wchłaniania wody i obrzęk,tak, że odporność gazu i odporność na wilgoć są gwałtownie zmniejszone, a także stabilność jego wytrzymałości i wielkości opakowania.

Ponadto nylon ma doskonałe właściwości mechaniczne, jest mocny i odporny na zużycie, jest odporny na zimno i ciepło, ma dobrą stabilność chemiczną, łatwą obróbkę, dobrą drukowalność, ale słabą uszczelnialność termiczną.

Żywica PA ma pewne właściwości barierowe, ale szybkość wchłaniania wilgoci jest duża, co wpływa na jej właściwości barierowe, dlatego nie może być ogólnie stosowana jako warstwa zewnętrzna.

4. Poliester (PET, PEN)

Najczęstszym i najczęściej stosowanym materiałem barierowym w poliesterze jest PET. PET ma doskonałe właściwości barierowe ze względu na swoją symetryczną strukturę chemiczną, dobrą płaskość łańcucha molekularnego,ściśle układające się łańcuchy molekularne, i łatwa orientacja krystalizacyjna.

W ostatnich latach gwałtowny rozwój stosowania PEN, ma dobrą odporność na hydrolizę, odporność chemiczną i odporność na promieniowanie UV.z wyjątkiem tego, że PET zawiera pierścień benzenowy w łańcuchu głównym, podczas gdy PEN zawiera pierścień naftalenowy w łańcuchu głównym.

Ponieważ naftalen ma większy efekt konjugacji niż pierścień benzenowy, łańcuch molekularny jest sztywniejszy, a struktura bardziej płaska, PEN ma lepsze właściwości kompleksowe niż PET.

1. Wielowarstwowy związek

Wielowarstwowy kompozyt odnosi się do kompozytu dwóch lub kilku filmów o różnych właściwościach barierowych poprzez określony proces.molekuły przepuszczalne muszą przejść przez kilka warstw folii, aby dotrzeć do środka opakowania, co jest równoznaczne z wydłużeniem przepuszczalnej ścieżki, dzięki czemu poprawiono działanie bariery.

Metoda ta jest rodzajem folii złożonej o doskonałych właściwościach kompleksowych przygotowywanej poprzez syntezę zalet różnych folii, a proces jest prosty.

Jednakże w porównaniu z materiałem o wysokiej barierze wewnętrznej folia przygotowana tą metodą jest grubsza, podatna na pęcherze lub pęknięcia i składania, co wpływa na właściwości bariery,a wymagania dotyczące sprzętu są stosunkowo złożone, a koszty wysokie.

2. powłoka powierzchniowa

Powierzchniowe powłoki to fizyczne osadzenie meteorologiczne (PVD), osadzenie par chemicznych (CVD), osadzenie warstwy atomowej (ALD), osadzenie warstwy molekularnej (MLD),technologia samozgromadzenia warstwy (LBL) lub technologia osadzenia magnetronowego na powierzchni tlenku lub azotu metalu polimerowego i innych materiałów, w celu utworzenia gęstej i doskonałej powłoki bariery na powierzchni folii.

Jednakże metody te mają pewne problemy, takie jak proces czasochłonny, drogie urządzenia i skomplikowany proces, a powłoka może powodować wady, takie jak dziury i pęknięcia podczas eksploatacji.

3Materiały nano-kompozytowe

Nanokompozyty są przygotowywane za pomocą interkalacji, polimeryzacji in situ lub metody sol-gelu przy użyciu nieprzeniknionych nanocząstek arkuszowych o dużym współczynniku widoczności.Dodawanie nanopartikli arkuszowych może nie tylko zmniejszyć objętościową część matrycy polimerowej w systemie, aby zmniejszyć rozpuszczalność molekuł przepuszczalnych, ale także rozszerzają przepuszczalną ścieżkę przepuszczalnych cząsteczek i zmniejszają szybkość dyfuzji przepuszczalnych cząsteczek, tak aby poprawiono działanie bariery.

4Modyfikacja powierzchni

Ponieważ powierzchnia polimeru jest często w kontakcie ze środowiskiem zewnętrznym, łatwo wpływać na adsorpcję powierzchni, właściwości barierowe i drukowanie polimeru.

Aby polimer mógł być lepiej wykorzystywany w codziennym życiu, powierzchnia polimeru jest zwykle poddawana obróbce.Modyfikacja przeszczepu powierzchniowego i obróbka powierzchni plazmowej.

Ten rodzaj metody jest łatwy do spełnienia wymagań technicznych, sprzęt jest prosty, jednorazowy koszt inwestycji jest niski, ale nie może osiągnąć długoterminowego efektu stabilności,po uszkodzeniu powierzchni, funkcjonowanie bariery zostanie poważnie naruszone.

5Dwu-stronny rozciąg.

Poprzez dwukierunkowe rozciąganie folia polimerowa może być ukierunkowana zarówno w kierunku pionowym, jak i poziomym, poprawia porządek łańcucha molekularnego, stawia się mocniej,Tak więc małe cząsteczki są trudniejsze do przejścia przez, a następnie poprawiają działanie bariery.i wydajność bariery jest trudna do znaczącej poprawy.

Użycie materiałów o wysokiej barierze

Wysoko barierowa folia pojawiła się już w życiu codziennym, obecne polimerowe materiały o wysokiej barierze są głównie stosowane w opakowaniach żywności i leków, opakowaniach urządzeń elektronicznych, opakowaniach ogniw słonecznych,Opakowania OLED.

1Opakowania żywności i leków

Opakowania żywności i leków są najczęściej stosowanymi materiałami o wysokiej barierze.który znacznie skraca okres trwałości.

W przypadku opakowań żywności i leków wymagania dotyczące bariery nie są zazwyczaj szczególnie wysokie,a przepuszczalność pary wodnej (WVTR) i przepuszczalność tlenu (OTR) materiału, który ma być zablokowany, powinna być mniejsza niż 10 g/m2/dobę i 100 cm3/m2/dobę, odpowiednio.

2Opakowania urządzeń elektronicznych

Wraz z gwałtownym rozwojem nowoczesnych informacji elektronicznych ludzie stawiają wyższe wymagania wobec komponentów elektronicznych i rozwijają się w kierunku przenośności i wielofunkcyjności.W związku z tym wymagania dotyczące materiałów opakowaniowych urządzeń elektronicznych są wyższe., który powinien mieć dobrą izolację, ale także chronić go przed korozją zewnętrzną tlenu i pary wodnej, a także mieć pewną wytrzymałość,który wymaga stosowania polimerowych materiałów barierowych.

Ogólne urządzenia elektroniczne dla materiałów opakowaniowych wymagają bariery przepuszczalności pary wodnej (WVTR) i przepuszczalności tlenu (OTR) poniżej odpowiednio 10-1 g/m2/dobę i 1 cm3/m2/dobę.

3Opakowania ogniw słonecznych

Ponieważ energia słoneczna jest narażona na działanie powietrza przez cały rok, tlen i para wodna w powietrzu łatwo korozują metalizowaną warstwę na zewnątrz ogniwa słonecznego,które poważnie wpływają na stosowanie ogniw słonecznychDlatego konieczne jest pakowanie modułu ogniwa słonecznego w materiały o wysokiej barierze, które mogą nie tylko zapewnić żywotność ogniwa słonecznego, ale również zwiększyć odporność baterii..

Wymagania barierowe dla ogniw słonecznych dla materiałów opakowaniowych dotyczą przepuszczalności pary wodnej (WVTR) i przepuszczalności tlenu (OTR), które powinny być odpowiednio niższe niż 10-2 g/m2/dobę i 10-1 cm3/m2/dobę.

4Opakowania OLED

Film opakowaniowy OLED

OLED od wczesnego etapu rozwoju został postawiony na czele następnej generacji ekranów, ale krótki okres użytkowania stanowił główny problem ograniczający jego komercyjne zastosowanie,Główny powód wpływania na żywotność materiałów elektrodowych OLED i materiałów świetlnych jest bardzo wrażliwy na tlen, woda, zanieczyszczenia, łatwo się zanieczyszcza, co powoduje spadek wydajności urządzenia, zmniejszając tym samym wydajność świetlną, skracając żywotność.

Aby zapewnić efektywność świetlną produktu i wydłużyć jego żywotność, urządzenie musi być odizolowane od tlenu i wody podczas pakowania.

Aby zapewnić, że żywotność elastycznego wyświetlacza OLED jest większa niż 10000h,przepuszczalność pary wodnej (WVTR) i przepuszczalność tlenu (OTR) materiału blokującego musi być mniejsza niż 10-6 g/m2/dobę i 10-5 cm3/m2/dobęStandardy są znacznie wyższe niż wymagania dotyczące odporności na bariery w dziedzinie organicznej fotowoltaiki, opakowań z ogniwami słonecznymi, żywności,technologia opakowań produktów leczniczych i urządzeń elektronicznych, dlatego konieczne jest wybranie elastycznych materiałów podłoża o doskonałej odporności barierowej do opakowania urządzenia w celu spełnienia rygorystycznych wymagań dotyczących trwałości produktu.