Tres minutos para comprender los tipos de película de alta barrera y su uso.

Pregunta: Tres minutos para comprender los tipos de película de alta barrera y su uso.

Recientemente, con la fermentación continua de la pantalla OLED, los materiales OLED están en llamas, y las películas de alta barrera se han convertido en el objeto de búsqueda de la comunidad capitalista.

Este artículo es para que descifres la película de alta barrera en el tuyere.

"Alta barrera" es sin duda una propiedad muy deseable, que es una de las características requeridas por muchos materiales de embalaje de polímero.alta barrera se refiere a la muy baja permeabilidad de los productos químicos de bajo peso molecular, como los gases y los compuestos orgánicos.

Los materiales de embalaje de alta barrera pueden mantener eficazmente el rendimiento original del producto y extender la vida útil del producto.

En la actualidad, los materiales de barrera comúnmente utilizados en materiales poliméricos son principalmente los siguientes:

1. Cloruro de polivinildeno (PVDC)

El PVDC tiene excelentes propiedades de barrera al oxígeno y al vapor de agua.

La alta cristalización del PVDC, su alta densidad y la existencia de una base hidrofóbica hacen que su permeabilidad al oxígeno y la permeabilidad al agua sean muy bajas, por lo que el PVDC tiene una excelente propiedad de barrera contra los gases,En comparación con otros materiales puede extender mejor la vida útil de los artículos de embalaje, junto con su adaptabilidad a la impresión, fácil de sellar por calor, por lo que se utiliza ampliamente en el campo de los alimentos y los envases de medicamentos.

2. Copolímero de alcohol de etileno-vinilo (EVOH)

El EVOH es un copolímero de etileno y alcohol vinílico, que tiene muy buenas propiedades de barrera, debido a que la cadena molecular del EVOH contiene grupos hidroxilo,y los grupos hidroxilo en la cadena molecular son fáciles de formar enlaces de hidrógeno, de modo que la fuerza intermolecular se fortalece, la cadena molecular se empaqueta más cerca, y la cristalinidad de EVOH es mayor, por lo que tiene excelentes propiedades de barrera.

Sin embargo, la estructura del EVOH contiene un gran número de grupos hidroxilo hidrófilos, lo que hace que el EVOH absorba fácilmente la humedad, reduciendo así en gran medida la propiedad de barrera.la cohesión intramolecular e intermolecular y la alta cristalinidad conducen a un bajo rendimiento de sellado térmico.

3. Poliamida (PA)

En general, la resistencia al gas de nylon es buena, pero la barrera al vapor de agua es pobre, la absorción de agua es fuerte, y con el aumento de la absorción de agua y la hinchazón,para que la resistencia al gas y la resistencia a la humedad se reduzcan drásticamente, y la estabilidad de su resistencia y tamaño del envase también se verá afectada.

Además, el nylon tiene excelentes propiedades mecánicas, es fuerte y resistente al desgaste, tiene buena resistencia al frío y al calor, buena estabilidad química, fácil procesamiento, buena capacidad de impresión, pero escaso sellado térmico.

La resina PA tiene ciertas características de barrera, pero la tasa de absorción de humedad es grande, lo que afecta a su propiedad de barrera, por lo que generalmente no se puede usar como capa externa.

4. poliéster (PET, PEN)

El material de barrera más común y ampliamente utilizado en el poliéster es el PET. El PET tiene excelentes propiedades de barrera debido a su estructura química simétrica, buena planitud de la cadena molecular,apilamiento de cadenas moleculares estrechas, y fácil orientación de cristalización.

En los últimos años, el rápido desarrollo de la aplicación de PEN, tiene buena resistencia a la hidrólisis, resistencia química y resistencia a los rayos UV.excepto que el PET contiene un anillo de benceno en la cadena principal, mientras que el PEN contiene un anillo de naftalina en la cadena principal.

Debido a que el naftaleno tiene un mayor efecto de conjugación que el anillo de benceno, la cadena molecular es más rígida y la estructura es más plana, PEN tiene mejores propiedades integrales que el PET.

1Compuesto multicapa

El compuesto multicapa se refiere al compuesto de dos o más películas con diferentes propiedades de barrera a través de un cierto proceso.las moléculas permeables deben pasar a través de varias capas de película para llegar al interior del paquete, lo que equivale a extender el camino permeable, de modo que se mejora el rendimiento de la barrera.

El método es una especie de película compuesta con excelentes propiedades integrales preparadas mediante la síntesis de las ventajas de varias películas, y el proceso es simple.

Sin embargo, en comparación con el material intrínseco de alta barrera, la película preparada por este método es más gruesa, propensa a burbujas o agrietamientos y plegamientos, lo que afecta el rendimiento de la barrera,y los requisitos de equipo son relativamente complejos y el costo es alto.

2. Revestimiento de la superficie

El revestimiento de la superficie es el uso de deposición meteorológica física (PVD), deposición química de vapor (CVD), deposición de capa atómica (ALD), deposición de capa molecular (MLD),tecnología de autoensamblaje de capas (LBL) o deposición por pulverización por magnetrones en la superficie del óxido o nitruro de metal polímero y otros materiales, para formar una capa de barrera densa y excelente en la superficie de la película.

Sin embargo, estos métodos presentan algunos problemas, como un proceso que consume mucho tiempo, un equipo costoso y un proceso complicado, y el recubrimiento puede producir defectos como agujeros y grietas durante el servicio.

3Materiales nanocompuestos

Los nanocompuestos se preparan por intercalación, polimerización in situ o método sol-gel utilizando nanopartículas de chapa impenetrables con una gran relación de aspecto.La adición de nanopartículas de hoja no sólo puede reducir la fracción de volumen de la matriz del polímero en el sistema para reducir la solubilidad de las moléculas permeables, pero también se extiende el camino permeable de las moléculas permeables y reducir la velocidad de difusión de las moléculas permeables, de modo que el rendimiento de la barrera se mejora.

4Modificación de la superficie

Debido a que la superficie del polímero está a menudo en contacto con el medio ambiente externo, es fácil afectar la adsorción superficial, las propiedades de barrera y la impresión del polímero.

Para que el polímero pueda utilizarse mejor en la vida cotidiana, la superficie del polímero se trata generalmente.modificación del injerto de superficie y tratamiento de superficie con plasma.

Este tipo de método es fácil de cumplir con los requisitos técnicos, el equipo es simple, el costo de inversión única es bajo, pero no puede lograr el efecto de estabilidad a largo plazo,una vez que la superficie está dañada, el rendimiento de la barrera se verá seriamente afectado.

5Es un estiramiento en ambas direcciones.

Mediante el estiramiento bidireccional, la película de polímero se puede orientar en direcciones verticales y horizontales, mejorar el orden de la disposición de la cadena molecular, apilar más apretadamente,para que las moléculas pequeñas sean más difíciles de pasar a travésEste método complica el proceso de preparación de la película de polímero de alta barrera intrínseca.y el rendimiento de la barrera es difícil de mejorar significativamente.

La aplicación de materiales de alta barrera

La película de alta barrera ya ha aparecido en la vida cotidiana, los materiales de alta barrera de polímero actuales se utilizan principalmente en envases de alimentos y medicamentos, envases de dispositivos electrónicos, envases de células solares,Envases con OLED.

1Embalaje de alimentos y medicamentos

El embalaje de alimentos y medicamentos es el campo más utilizado de materiales de alta barrera.que reduce mucho su vida útil.

Para los envases de alimentos y medicamentos, los requisitos de barrera no son generalmente particularmente elevados.y la transmitancia del vapor de agua (WVTR) y la transmitancia del oxígeno (OTR) del material a bloquear deben ser inferiores a 10 g/m2/día y a 100 cm3/m2/día., respectivamente.

2Envases de dispositivos electrónicos

Con el rápido desarrollo de la información electrónica moderna, las personas han planteado mayores requisitos para los componentes electrónicos y se han desarrollado hacia la portabilidad y la multifunción.Esto plantea requisitos más exigentes para los materiales de embalaje de dispositivos electrónicos, que debe tener un buen aislamiento, pero también ser capaz de protegerlo de la corrosión externa del oxígeno y el vapor de agua, y también tener una cierta resistencia,que requiere el uso de materiales de barrera de polímero.

Los dispositivos electrónicos generales de material de embalaje deben cumplir los requisitos de barrera para la transmisibilidad del vapor de agua (WVTR) y la transmisibilidad del oxígeno (OTR), que deben ser inferiores a 10 g/m2/día y 1 cm3/m2/día, respectivamente.

3Embalaje de células solares

Debido a que la energía solar está expuesta al aire durante todo el año, el oxígeno y el vapor de agua en el aire son fáciles de corroer la capa metalizada fuera de la célula solar,que afecte seriamente el uso de células solaresPor lo tanto, es necesario empaquetar el módulo de la célula solar con materiales de alta barrera, que no solo pueden garantizar la vida útil de la célula solar, sino también mejorar la resistencia de la batería..

Los requisitos de barrera de las células solares para los materiales de envasado son la transmitancia del vapor de agua (WVTR) y la transmitancia del oxígeno (OTR), que deben ser inferiores a 10-2 g/m2/día y 10-1 cm3/m2/día, respectivamente.

4Envases con OLED

Película de embalaje OLED

El OLED, desde una etapa temprana de desarrollo, ha sido puesto en la tarea de la próxima generación de pantallas, pero la corta vida ha sido un problema importante que limita su aplicación comercial,la razón principal para afectar la vida de los materiales de electrodos OLED y materiales luminosos son muy sensibles al oxígeno, agua, impurezas, es fácil de contaminar, lo que resulta en una disminución en el rendimiento del dispositivo, reduciendo así la eficiencia luminosa, acortar la vida útil.

Para garantizar la eficiencia luminosa del producto y prolongar su vida útil, el dispositivo debe estar aislado del oxígeno y del agua durante el embalaje.

Y para garantizar que la vida útil de la pantalla OLED flexible sea superior a 10000h,la transmitancia del vapor de agua (WVTR) y la transmitancia del oxígeno (OTR) del material de bloqueo deberán ser inferiores a 10-6 g/m2/día y a 10-5 cm3/m2/día.Las normas de este organismo son mucho más elevadas que las exigidas para el funcionamiento de barrera en los campos de la energía fotovoltaica orgánica, el embalaje de células solares, los alimentos, la energía solar y la energía solar.tecnología de envasado de medicamentos y dispositivos electrónicos, por lo que es necesario elegir materiales de sustrato flexibles con un excelente rendimiento de barrera para empaquetar el dispositivo con el fin de cumplir con los estrictos requisitos de vida útil del producto.