Три минуты, чтобы понять типы высоких барьерных пленок и их использование.

Вопрос: Три минуты, чтобы понять типы высоких барьерных пленок и их использование.

В последнее время, с постоянной ферментацией OLED-дисплеев, OLED-материалы горят, и высокие барьерные пленки стали объектом преследования со стороны столичного сообщества.

Итак, что такое высокобарьерная пленка? Эта статья для вас, чтобы расшифровать высокобарьерную пленку на туйре.

"Высокий барьер" - это, несомненно, очень желательное свойство, которое является одной из характеристик, требуемых многими полимерными упаковочными материалами.высокий барьер относится к очень низкой проницаемости химических веществ с низкой молекулярной массой, такие как газы и органические соединения.

Материалы для упаковки с высоким барьером могут эффективно поддерживать первоначальную производительность продукта и продлевать срок службы продукта.

В настоящее время обычно используемые барьерные материалы в полимерных материалах, в основном, следующие:

1. поливинилиденхлорид (PVDC)

PVDC обладает отличными барьерными свойствами для кислорода и водяного пара.

Благодаря высокой кристаллизации, высокой плотности и наличию гидрофобной основы ПВДЦ имеет очень низкую проницаемость кислорода и воды, поэтому ПВДЦ обладает отличными свойствами газового барьера,по сравнению с другими материалами может лучше продлить срок годности упаковочных элементов, в сочетании с его адаптивностью к печати, легко нагревается, поэтому он широко используется в области упаковки продуктов питания и лекарств.

2. Кополимер этиленовинил-алкоголя (EVOH)

EVOH представляет собой сополимер этилена и винилового спирта, который обладает очень хорошими барьерными свойствами, потому что молекулярная цепочка EVOH содержит гидроксильные группы,и гидроксильные группы на молекулярной цепи легко образуют водородные связи, так что межмолекулярная сила усиливается, молекулярная цепь сжимается ближе, а кристалличность EVOH выше, поэтому он имеет отличные барьерные свойства.

Однако структура EVOH содержит большое количество гидрофильных гидроксильных групп, что позволяет EVOH легко поглощать влагу, что значительно снижает барьерное свойство.Интрамолекулярная и межмолекулярная сплоченность и высокая кристалличность приводят к плохой тепловой герметизации.

3. Полиамид (ПА)

В целом, нейлоновый газ устойчивость хороша, но барьер для водяного пара слабая, поглощение воды является сильным, и с увеличением поглощения воды и опухоли,так что сопротивление газа и влажность резко снижаются, а также на стабильность его прочности и размер упаковки.

Кроме того, нейлон обладает отличными механическими свойствами, прочностью и износостойкостью, хорошей холодовой и теплостойкостью, хорошей химической устойчивостью, легкой обработкой, хорошей печатаемостью, но плохой теплозащитой.

ПА смола обладает определенными барьерными характеристиками, но скорость поглощения влаги велика, что влияет на ее барьерные свойства, поэтому она обычно не может использоваться в качестве внешнего слоя.

4. Полиэстер (PET, PEN)

Наиболее распространенным и широко используемым барьерным материалом в полиэстре является ПЭТ. ПЭТ обладает отличными барьерными свойствами благодаря своей симметричной химической структуре, хорошей планорите молекулярной цепи,плотное свертывание молекулярной цепи, и легкая кристаллизация ориентации.

В последние годы быстро развивается применение ПЭН, он обладает хорошей устойчивостью к гидролизу, химической устойчивости и устойчивости к УФ. Структура ПЭН похожа на ПЭТ,за исключением того, что ПЭТ содержит бензолевое кольцо в основной цепи, в то время как PEN содержит кольцо нафталина в основной цепи.

Поскольку нафтален обладает большим конъюгационным эффектом, чем бензолевое кольцо, молекулярная цепь более жесткая, а структура более плоская, ПЭН имеет лучшие всеобъемлющие свойства, чем ПЭТ.

1. Многослойное соединение

Многослойный композит относится к композиту из двух или нескольких пленок с различными барьерными свойствами через определенный процесс.Проницаемые молекулы должны пройти через несколько слоев пленки, чтобы достичь внутренней части упаковки., что эквивалентно расширению проницаемого пути, таким образом, преграда улучшается.

Метод представляет собой вид композитной пленки с отличными всеобъемлющими свойствами, подготовленной путем синтеза преимуществ различных пленок, и процесс прост.

Однако, по сравнению с материалами с высоким барьерным уровнем, пленка, полученная этим методом, более толстая, подвержена пузырям или трещинам и складыванию, что влияет на эффективность барьера,и требования к оборудованию относительно сложны, а стоимость высока.

2Покрытие поверхности

Поверхностным покрытием является использование физического метеорологического осаждения (PVD), химического осаждения паров (CVD), осаждения атомного слоя (ALD), осаждения молекулярного слоя (MLD),технология самосборки слоя (LBL) или магниторонного распыливания на поверхности полимерного металлического оксида или нитрида и других материалов, чтобы сформировать плотный и отличный барьерный слой на поверхности пленки.

Однако эти методы имеют некоторые проблемы, такие как трудоемкий процесс, дорогостоящее оборудование и сложный процесс, а покрытие может вызывать дефекты, такие как отверстия и трещины во время эксплуатации.

3Нанокомпозитные материалы

Нанокомпозиты изготавливаются путем интеркалации, полимеризации in situ или методом соль-геля с использованием непроницаемых листовых наночастиц с большим соотношением сторон.Добавление листовых наночастиц может не только уменьшить объемную долю полимерной матрицы в системе, чтобы уменьшить растворимость проницаемых молекул, но также расширяют проницаемый путь проницаемых молекул и уменьшают скорость диффузии проницаемых молекул, так что эффективность барьера улучшается.

4Изменение поверхности

Поскольку поверхность полимера часто контактирует с внешней средой, легко повлиять на адсорбцию поверхности, барьерные свойства и печать полимера.

Для того, чтобы полимер мог лучше использоваться в повседневной жизни, поверхность полимера обычно обрабатывается.модификация поверхностного присасывания и плазменная поверхностная обработка.

Этот вид метода легко удовлетворить технические требования, оборудование простое, единовременная инвестиционная стоимость низкая, но он не может достичь долгосрочного эффекта стабильности,как только поверхность повреждена, эффективность барьера будет серьезно нарушена.

5Двустороннее растяжение.

При помощи двунаправленного растяжения полимерная пленка может быть ориентирована как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, улучшая порядок расположения молекулярной цепи, более плотно складываясь,так что маленькие молекулы труднее пройти черезЭтот метод усложняет процесс приготовления внутренней высокобарьерной полимерной пленки.и эффективность барьера трудно значительно улучшить.

Применение высокобарьерных материалов

Высокобарьерная пленка уже появилась в повседневной жизни, нынешние полимерные высокобарьерные материалы в основном используются в упаковке продуктов питания и лекарств, упаковке электронных устройств, упаковке солнечных батарей,Опаковки OLED.

1Опаковка пищевых продуктов и лекарственных средств

Опаковка продуктов питания и лекарств является наиболее широко используемой областью высокобарьерных материалов.который значительно сокращает срок годности.

Для упаковки пищевых продуктов и лекарственных средств требования к барьеру, как правило, не особенно высоки,и проницаемость водяного пара (WVTR) и проницаемость кислорода (OTR) материала, который должен быть заблокирован, должны быть менее 10g/m2/day и 100cm3/m2/day, соответственно.

2. упаковка электронного устройства

С быстрым развитием современной электронной информации люди предъявляют более высокие требования к электронным компонентам и развиваются в сторону портативности и многофункциональности.Это ставит более высокие требования к материалам упаковки электронных устройств., который должен иметь хорошую изоляцию, но также защищать его от коррозии внешнего кислорода и водяного пара, а также иметь определенную прочность,требующий использования полимерных барьерных материалов.

Общие требования к электронным устройствам для упаковочного материала для препятствий для проницаемости водяного пара (WVTR) и проницаемости кислорода (OTR) должны быть менее 10-1g/m2/day и 1cm3/m2/day соответственно.

3. упаковка солнечных элементов

Поскольку солнечная энергия подвергается воздействию воздуха круглый год, кислород и водяной пар в воздухе легко подвергают коррозии металлизированный слой за пределами солнечной ячейки,что серьезно влияет на использование солнечных элементовПоэтому необходимо упаковать модуль солнечных батарей высокими барьерными материалами, которые могут не только обеспечить срок службы солнечных батарей, но и повысить сопротивление батареи..

Барьерные требования к солнечным батареям для упаковочных материалов: проницаемость водяного пара (WVTR) и проницаемость кислорода (OTR) должны быть ниже 10-2 g/m2/day и 10-1cm3/m2/day соответственно.

4Опаковки с ОЛЭД

Пленка для упаковки OLED

OLED с ранней стадии разработки был поставлен на задачу следующего поколения дисплеев, но короткий срок службы был серьезной проблемой, ограничивающей его коммерческое применение,основная причина влияния на срок службы материалов электродов OLED и световых материалов очень чувствительны к кислороду, вода, примеси, легко загрязняется, что приводит к снижению производительности устройства, тем самым снижая световую эффективность, сокращая срок службы.

Для обеспечения световой эффективности изделия и продления срока его службы устройство должно быть изолировано от кислорода и воды во время упаковки.

И чтобы гарантировать, что срок службы гибкого OLED-дисплея превышает 10000 часов,проницаемость водяного пара (WVTR) и проницаемость кислорода (OTR) блокирующего материала должны быть менее 10-6g/m2/day и 10-5cm3/m2/day.Ее стандарты намного выше, чем требования к барьерным характеристикам в области органической фотоэлектрики, упаковки солнечных батарей, пищевых продуктов,технология упаковки лекарственных средств и электронных устройств, поэтому для упаковки устройства необходимо выбрать гибкие материалы подложки с отличными барьерными характеристиками, чтобы соответствовать строгим требованиям срока службы продукта.