Дознајте за филмовите со високи бариери!

Неодамна, со континуираната ферментација на OLED дисплеите, OLED материјалите станаа популарни ифилмови со висока бариерастанаа цел на капиталната индустрија. Значи, што всушност е филм со висока бариера? „Високата бариера“ е несомнено многу посакуван атрибут и е една од карактеристиките што ја бараат многу полимерни материјали за пакување. Во професионална смисла, високата бариера се однесува на многу ниска пропустливост на хемикалии со мала молекуларна тежина, како што се гасови и органски соединенија.

Материјалите за пакување со висока бариера можат ефикасно да ги одржат оригиналните перформанси на производот и да го продолжат неговиот животен век.

Вообичаени материјали со висока бариера

Во моментов, најчесто користените бариерни материјали во полимерните материјали главно го вклучуваат следново:

1. Поливинилиден хлорид (ПВДЦ)

PVDC има одлични бариерни својства против кислород и водена пареа.

Високата кристалиност, високата густина и присуството на хидрофобни групи на PVDC ја прават неговата кислородна пропустливост и пропустливост на водена пареа екстремно ниска, што го прави PVDC да има одлични својства на гасна бариера и може подобро да го продолжи рокот на траење на пакуваните предмети во споредба со другите материјали. Покрај тоа, има добра приспособливост за печатење и лесно се запечатува со топлина, па затоа е широко користен во полето на пакување храна и фармацевтски производи.

2. Кополимер на етилен-винил алкохол (EVOH)

EVOH е кополимер на етилен и винил алкохол со многу добри бариерни својства. Тоа е затоа што молекуларниот синџир на EVOH содржи хидроксилни групи, а водородните врски лесно се формираат помеѓу хидроксилните групи на молекуларниот синџир, што ја зајакнува интермолекуларната сила и прави молекуларните синџири да се натрупуваат поблиску, што го прави EVOH покристален и на тој начин има одлични бариерни својства. . изведба. Сепак, Coating Online дозна дека структурата EVOH содржи голем број хидрофилни хидроксилни групи, што го прави EVOH лесно да ја апсорбира влагата, а со тоа во голема мера ги намалува перформансите на бариерата; Покрај тоа, големата кохезија и високата кристалинност во и помеѓу молекулите предизвикуваат нејзино термичко дејство.

3. Полиамид (PA)

Општо земено, најлонот има добри својства на гасна бариера, но има слаби својства на бариера на водена пареа и силна апсорпција на вода. Тој отекува со зголемување на апсорпцијата на вода, предизвикувајќи нагло опаѓање на својствата на бариерата за гас и влага. Неговата јачина и големината на пакувањето се разликуваат. Ќе биде засегната и стабилноста.

Покрај тоа, најлонот има одлични механички својства, цврст е и отпорен на абење, има добра отпорност на студ и топлина, добра хемиска стабилност, лесна обработка и добра можност за печатење, но има слаба топлинска запечатливост.

PA смолата има одредени бариерни својства, но нејзината висока стапка на апсорпција на влага влијае на нејзините бариерни својства, така што генерално не може да се користи како надворешен слој.

4. Полиестер (ПЕТ, ПЕН)

Најчестиот и најшироко користен материјал за бариера меѓу полиестерите е ПЕТ. ПЕТ има симетрична хемиска структура, добра планарност на молекуларниот синџир, тесно натрупување на молекуларни синџири и лесна ориентација на кристализација. Овие карактеристики го прават да има одлични бариерни својства.

Во последните години брзо се развива примената на ПЕН, кој има добра отпорност на хидролиза, хемиска отпорност и отпорност на ултравиолетови. Структурата на ПЕН е слична на онаа на ПЕТ. Разликата е во тоа што главниот синџир на ПЕТ содржи бензенски прстени, додека главниот синџир на ПЕН содржи нафталински прстени.

Бидејќи нафталинскиот прстен има поголем ефект на конјугација од бензенскиот прстен, молекуларниот синџир е поригиден, а структурата е порамна, PEN има подобри севкупни својства од PET. Технологија на бариери на материјали со висока бариера Со цел да се подобрат бариерните својства на бариерните материјали, најчесто се користат следниве технички средства:

1.Повеќеслоен композит

Повеќеслојното ламинирање се однесува на ламинирање на два или повеќе филмови со различни бариерни својства преку одреден процес. На овој начин, молекулите што продираат треба да поминат низ неколку слоеви на мембрани за да стигнат до внатрешноста на пакувањето, што во голема мера го продолжува патот на пробивање и на тој начин ги подобрува перформансите на бариерата. Овој метод ги комбинира предностите на различните мембрани за да подготви композитен филм со одлични сеопфатни перформанси, а неговиот процес е едноставен.

Меѓутоа, во споредба со внатрешните материјали со висока бариера, филмовите подготвени со овој метод се подебели и склони кон проблеми како меурчиња или пукање на брчки кои влијаат на својствата на бариерата. Барањата за опрема се релативно сложени и цената е висока.

2. Површинска обвивка

Површинската обвивка користи физичко таложење на пареа (PVD), хемиско таложење на пареа (CVD), таложење на атомски слој (ALD), таложење на молекуларен слој (MLD), самосклопување слој по слој (LBL) или таложење со распрскување на магнетрон при полимеризација. Материјалите како што се металните оксиди или нитридите се депонираат на површината на објектот за да формираат густа обвивка со одлични бариерни својства на површината на филмот. Сепак, овие методи имаат проблеми како што се процес кој одзема многу време, скапа опрема и сложен процес, а облогата може да предизвика дефекти како што се дупки и пукнатини за време на сервисирањето.

3. Нанокомпозити

Нанокомпозитите се нанокомпозити подготвени со метод на интеркалација на композити, метод на полимеризација на самото место или метод на сол-гел со користење на непропустливи наночестички слични на лимови со голем сооднос. Додавањето на ронливи наночестички не само што може да ја намали волуменската фракција на полимерната матрица во системот за да ја намали растворливоста на пенетрирачките молекули, туку и да ја продолжи патеката на пенетрација на пенетрирачките молекули, да ја намали стапката на дифузија на пенетрирачките молекули и да ги подобри својствата на бариерата. .

4. Модификација на површината

Бидејќи полимерната површина често е во контакт со надворешната средина, лесно е да се влијае на адсорпцијата на површината, својствата на бариерата и печатењето на полимерот.

Со цел полимерите подобро да се користат во секојдневниот живот, обично се третира површината на полимерите. Главно вклучуваат: површински хемиски третман, модификација на површински графт и плазма површинска обработка.

Техничките барања на овој тип метод лесно се исполнуваат, опремата е релативно едноставна, а трошоците за еднократна инвестиција се мали, но не можат да постигнат долгорочни стабилни ефекти. Штом површината е оштетена, перформансите на бариерата ќе бидат сериозно засегнати.

5. Двонасочно истегнување

Преку биаксијално истегнување, полимерната фолија може да се ориентира и во надолжната и во попречната насока, така што редоследот на распоредот на молекуларните синџири е подобрен и натрупувањето е поцврсто, што го отежнува минувањето на малите молекули, со што се подобруваат својствата на бариерата. . Овој метод го прави филмот Процесот на подготовка на типични полимерни филмови со висока бариера е комплициран и тешко е значително да се подобрат својствата на бариерата.

Примени на материјали со висока бариера:

Филмовите со висока бариера всушност се појавуваат во секојдневниот живот долго време. Тековните полимерни материјали со висока бариера главно се користат во пакување храна и лекови, пакување електронски уреди, пакување со соларни ќелии и OLED пакување.

Прехранбени и фармацевтски пакувања:

EVOH седумслоен ко-екструдиран филм со висока бариера

Храната и фармацевтското пакување моментално се најкористените области за материјали со висока бариера. Главната цел е да се спречи кислородот и водената пареа во воздухот да навлезат во пакувањето и да предизвикаат влошување на храната и лековите, а со тоа значително да се намали нивниот рок на траење.

Според Coating Online, барањата за бариери за пакување храна и фармацевтски производи генерално не се особено високи. Стапката на пренос на водена пареа (WVTR) и стапката на пренос на кислород (OTR) на бариерните материјали се бара да бидат помали од 10 g/m2/ден и 10 g/m2/ден соодветно. 100cm3/m2/ден.

Пакување на електронски уреди:

Со брзиот развој на современите електронски информации, луѓето поставија повисоки барања за електронски компоненти и се развиваат кон преносливост и мултифункционалност. Ова поставува повисоки барања за материјали за пакување електронски уреди. Тие мора да имаат добра изолација, да ги штитат од корозија од надворешен кислород и водена пареа и да имаат одредена јачина, што бара употреба на полимерни материјали за бариера.

Општо земено, бариерните својства на материјалите за пакување потребни за електронските уреди се дека стапката на пренос на водена пареа (WVTR) и стапката на пренос на кислород (OTR) треба да бидат пониски од 10-1 g/m2/ден и 1cm3/m2/ден, соодветно.

Пакување со соларни ќелии:

Бидејќи сончевата енергија е изложена на воздухот во текот на целата година, кислородот и водената пареа во воздухот лесно можат да го кородираат метализираниот слој надвор од сончевата ќелија, што сериозно влијае на користењето на соларната ќелија. Затоа, неопходно е да се инкапсулираат компонентите на соларните ќелии со материјали со висока бариера, што не само што го обезбедува работниот век на соларните ќелии, туку и ја зголемува отпорноста на ќелиите.

Според Coating Online, бариерните својства на соларните ќелии за материјалите за пакување се дека преносот на водена пареа (WVTR) и пропустливоста на кислород (OTR) треба да бидат пониски од 10-2 g/m2/ден и 10-1cm3/m2/ден, соодветно. .

OLED пакет:

На OLED му е доверена важната задача на следната генерација на дисплеи уште од раните фази на нејзиниот развој, но неговиот краток животен век отсекогаш бил голем проблем што ја ограничува неговата комерцијална примена. Главната причина што влијае на работниот век на OLED е тоа што материјалите на електродата и луминисцентните материјали се штетни за кислородот, водата и нечистотиите. Сите тие се многу чувствителни и лесно може да се контаминираат, што резултира со намалување на перформансите на уредот, со што се намалува ефикасноста на осветлувањето и се скратува работниот век.

Со цел да се обезбеди светлосна ефикасност на производот и да се продолжи неговиот животен век, уредот мора да биде изолиран од кислород и вода кога е пакуван. Со цел да се осигура дека работниот век на флексибилниот OLED дисплеј е поголем од 10.000 часа, преносот на водена пареа (WVTR) и преносот на кислород (OTR) на материјалот за бариера мора да биде помал од 10-6 g/m2/ден и 10- 5cm3/ соодветно. m2/ден, неговите стандарди се многу повисоки од барањата за перформанси на бариери во областа на органски фотоволтаици, пакување со соларни ќелии, храна, лекови и технологија за пакување на електронски уреди. Затоа, за пакување уреди мора да се користат флексибилни материјали за подлога со одлични бариерни својства. , со цел да се исполнат строгите барања на животниот век на производот.