Ba phút để hiểu các loại phim rào cản cao và cách sử dụng của nó.

Câu hỏi: Ba phút để hiểu các loại phim rào chắn cao và cách sử dụng của nó.

Gần đây, với sự lên men liên tục của màn hình OLED, vật liệu OLED đang bốc cháy, và các bộ phim rào cản cao đã trở thành đối tượng theo đuổi của cộng đồng thủ đô.

Bài viết này cho bạn giải mã bộ phim rào cản cao trên tuyere.

"High barrier" chắc chắn là một đặc tính rất mong muốn, đó là một trong những đặc điểm cần thiết cho nhiều vật liệu bao bì polyme.rào cản cao đề cập đến độ thấm rất thấp của các hóa chất khối lượng phân tử thấp, chẳng hạn như khí và hợp chất hữu cơ.

Vật liệu đóng gói rào cản cao có thể duy trì hiệu suất ban đầu của sản phẩm và kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.

Hiện nay, các vật liệu rào cản được sử dụng phổ biến trong vật liệu polyme chủ yếu là như sau:

1Polyvinylidene chloride (PVDC)

PVDC có tính chất rào cản tuyệt vời đối với oxy và hơi nước.

Sự kết tinh cao của PVDC, mật độ cao và sự tồn tại của cơ sở chống nước làm cho khả năng thấm oxy và khả năng thấm nước của nó rất thấp, do đó PVDC có tính chất rào cản khí tuyệt vời,so với các vật liệu khác có thể kéo dài tốt hơn thời gian sử dụng của các mặt hàng đóng gói, cùng với khả năng thích nghi in ấn của nó, dễ dàng niêm phong nhiệt, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực đóng gói thực phẩm và thuốc.

2. Ethylene-vinyl alcohol Copolymer (EVOH)

EVOH là một đồng polymer của ethylene và rượu vinyl, có tính chất ngăn chặn rất tốt.và các nhóm hydroxyl trên chuỗi phân tử dễ tạo ra liên kết hydro, để lực liên phân tử được tăng cường, chuỗi phân tử được đóng gói gần hơn, và độ tinh thể của EVOH cao hơn, do đó nó có tính chất rào cản tuyệt vời.

Tuy nhiên, cấu trúc của EVOH có chứa một số lượng lớn các nhóm hydroxyl thích nước, làm cho EVOH dễ dàng hấp thụ độ ẩm, do đó làm giảm đáng kể tính chất rào cản.Sự gắn kết nội phân tử và liên phân tử và độ tinh thể cao dẫn đến hiệu suất niêm phong nhiệt kém.

3. Polyamide (PA)

Nói chung, kháng khí nylon là tốt, nhưng rào cản đối với hơi nước là nghèo, hấp thụ nước là mạnh mẽ, và với sự gia tăng hấp thụ nước và sưng,để kháng khí và chống ẩm giảm mạnh, và sự ổn định của sức mạnh và kích thước bao bì cũng sẽ bị ảnh hưởng.

Ngoài ra, nylon có tính chất cơ học tuyệt vời, mạnh mẽ và chống mòn, chống lạnh và nhiệt tốt, ổn định hóa học tốt, dễ chế biến, có thể in tốt, nhưng niêm phong nhiệt kém.

Nhựa PA có một số đặc điểm rào cản nhất định, nhưng tỷ lệ hấp thụ độ ẩm là lớn, ảnh hưởng đến tính chất rào cản của nó, vì vậy nó thường không thể được sử dụng như một lớp bên ngoài.

4Polyester (PET, PEN)

Vật liệu rào cản phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất trong polyester là PET. PET có tính chất rào cản tuyệt vời do cấu trúc hóa học đối xứng, tính phẳng chuỗi phân tử tốt,xếp chồng chuỗi phân tử chặt chẽ, và hướng tinh thể dễ dàng.

Trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của ứng dụng của PEN, nó có khả năng chống thủy phân tốt, kháng hóa học và chống tia cực tím.ngoại trừ việc PET chứa một vòng benzen trong chuỗi chính, trong khi PEN chứa một vòng naphthalene trong chuỗi chính.

Bởi vì naphthalene có hiệu ứng kết hợp lớn hơn so với vòng benzen, chuỗi phân tử cứng hơn và cấu trúc phẳng hơn, PEN có tính toàn diện tốt hơn PET.

1. Hợp chất đa lớp

Hợp chất đa lớp đề cập đến hợp chất của hai hoặc nhiều phim với các tính chất rào cản khác nhau thông qua một quy trình nhất định.các phân tử thấm phải đi qua một số lớp phim để đạt đến bên trong gói, tương đương với việc mở rộng đường dẫn thấm, do đó hiệu suất rào cản được cải thiện.

Phương pháp này là một loại phim tổng hợp có tính chất toàn diện tuyệt vời được chuẩn bị bằng cách tổng hợp các lợi thế của các bộ phim khác nhau và quy trình rất đơn giản.

Tuy nhiên, so với vật liệu rào cản cao nội tại, phim được chuẩn bị bằng phương pháp này dày hơn, dễ bị bong bóng hoặc nứt và gấp, ảnh hưởng đến hiệu suất rào cản,và các yêu cầu về thiết bị tương đối phức tạp và chi phí cao.

2. Lớp phủ bề mặt

Lớp phủ bề mặt là sử dụng lắng đọng khí tượng vật lý (PVD), lắng đọng hơi hóa học (CVD), lắng đọng lớp nguyên tử (ALD), lắng đọng lớp phân tử (MLD),Lớp tự lắp ráp (LBL) hoặc công nghệ lắng đọng phun magnetron trên bề mặt của oxit kim loại polymer hoặc nitride và các vật liệu khác, để tạo thành một lớp phủ rào cản dày đặc và tuyệt vời trên bề mặt của bộ phim.

Tuy nhiên, các phương pháp này có một số vấn đề như quá trình tốn thời gian, thiết bị đắt tiền và quy trình phức tạp, và lớp phủ có thể tạo ra các khiếm khuyết như lỗ chân và vết nứt trong quá trình sử dụng.

3Các vật liệu nano-composite

Các hợp chất nano được chuẩn bị bằng cách xen kẽ, phân phân in situ hoặc phương pháp sol-gel bằng cách sử dụng các hạt nano tấm không thâm nhập với tỷ lệ diện tích lớn.Việc bổ sung các hạt nano tấm không chỉ có thể làm giảm phần khối lượng của ma trận polymer trong hệ thống để giảm độ hòa tan của các phân tử thấm, nhưng cũng mở rộng con đường thấm của các phân tử thấm và giảm tốc độ khuếch tán của các phân tử thấm, do đó hiệu suất rào cản được cải thiện.

4. Thay đổi bề mặt

Bởi vì bề mặt polyme thường tiếp xúc với môi trường bên ngoài, nó dễ dàng ảnh hưởng đến độ hấp thụ bề mặt, tính chất rào cản và in của polyme.

Để làm cho polymer có thể được sử dụng tốt hơn trong cuộc sống hàng ngày, bề mặt của polymer thường được xử lý.sửa đổi ghép bề mặt và xử lý bề mặt plasma.

Loại phương pháp này dễ dàng để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, thiết bị là đơn giản, chi phí đầu tư một lần là thấp, nhưng nó không thể đạt được hiệu ứng ổn định lâu dài,một khi bề mặt bị hư hỏng, hiệu suất rào cản sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

5- 2 chiều.

Bằng cách kéo dài hai hướng, phim polyme có thể được định hướng theo cả hai hướng dọc và ngang, cải thiện thứ tự sắp xếp chuỗi phân tử, xếp chồng chặt chẽ hơn,để các phân tử nhỏ khó đi qua hơn, và sau đó cải thiện hiệu suất rào cản.và hiệu suất rào cản khó có thể được cải thiện đáng kể.

Ứng dụng các vật liệu rào cản cao

Bộ phim rào cản cao đã xuất hiện trong cuộc sống hàng ngày, các vật liệu polymer rào cản cao hiện tại chủ yếu được sử dụng trong bao bì thực phẩm và thuốc, bao bì thiết bị điện tử, bao bì pin mặt trời,Bao bì OLED.

1Bao bì thực phẩm và thuốc

Bao bì thực phẩm và thuốc là lĩnh vực được sử dụng rộng rãi nhất của vật liệu rào cản cao. Nó chủ yếu để ngăn chặn oxy và hơi nước trong không khí xâm nhập vào bao bì để làm hỏng thực phẩm và thuốc,làm giảm đáng kể tuổi thọ của nó.

Đối với bao bì thực phẩm và thuốc, các yêu cầu về rào cản thường không đặc biệt cao,và độ truyền hơi nước (WVTR) và độ truyền oxy (OTR) của vật liệu được chặn nên dưới 10g/m2/ngày và 100cm3/m2/ngày, tương ứng

2Bao bì thiết bị điện tử

Với sự phát triển nhanh chóng của thông tin điện tử hiện đại, mọi người đã đặt ra các yêu cầu cao hơn đối với các thành phần điện tử và đã phát triển hướng tới tính di động và đa chức năng.Điều này đặt ra các yêu cầu cao hơn đối với vật liệu đóng gói thiết bị điện tử, phải có cách điện tốt, nhưng cũng có thể bảo vệ nó khỏi sự ăn mòn của oxy bên ngoài và hơi nước, và cũng có một độ bền nhất định,yêu cầu sử dụng vật liệu rào cản polyme.

Các thiết bị điện tử chung cho vật liệu đóng gói yêu cầu rào cản về độ truyền hơi nước (WVTR) và độ truyền oxy (OTR) dưới 10-1g/m2/ngày và 1cm3/m2/ngày, tương ứng.

3Bao bì pin mặt trời

Bởi vì năng lượng mặt trời tiếp xúc với không khí quanh năm, oxy và hơi nước trong không khí dễ dàng ăn mòn lớp kim loại bên ngoài pin mặt trời,ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc sử dụng pin mặt trờiDo đó, nó là cần thiết để đóng gói các mô-đun pin mặt trời với vật liệu rào cản cao, mà không chỉ có thể đảm bảo tuổi thọ của pin mặt trời, nhưng cũng tăng cường sức đề kháng của pin.

Các yêu cầu rào cản của pin mặt trời cho vật liệu đóng gói là độ truyền hơi nước (WVTR) và độ truyền oxy (OTR) phải thấp hơn 10-2g/m2/ngày và 10-1cm3/m2/ngày, tương ứng.

4Bao bì OLED

Phim đóng gói OLED

OLED từ giai đoạn đầu của sự phát triển đã được đặt vào nhiệm vụ của thế hệ màn hình tiếp theo, nhưng tuổi thọ ngắn đã là một vấn đề lớn hạn chế ứng dụng thương mại của nó,lý do chính để ảnh hưởng đến tuổi thọ của các vật liệu điện cực OLED và vật liệu sáng rất nhạy cảm với oxy, nước, tạp chất, nó dễ bị ô nhiễm, dẫn đến một sự suy giảm hiệu suất thiết bị, do đó làm giảm hiệu quả ánh sáng, rút ngắn tuổi thọ.

Để đảm bảo hiệu quả ánh sáng của sản phẩm và kéo dài tuổi thọ của nó, thiết bị phải được cách ly khỏi oxy và nước trong quá trình đóng gói.

Và để đảm bảo rằng tuổi thọ của màn hình OLED linh hoạt là lớn hơn 10000h,Độ truyền hơi nước (WVTR) và độ truyền oxy (OTR) của vật liệu chặn phải dưới 10-6g/m2/ngày và 10-5cm3/m2/ngàyCác tiêu chuẩn của nó cao hơn nhiều so với các yêu cầu về hiệu suất rào cản trong các lĩnh vực quang điện hữu cơ, bao bì pin mặt trời, thực phẩm,Công nghệ đóng gói thuốc và thiết bị điện tử, do đó, cần phải chọn vật liệu nền linh hoạt với hiệu suất rào cản tuyệt vời để đóng gói thiết bị để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về tuổi thọ của sản phẩm.