Sužinokite apie didelio barjero plėveles!

Pastaruoju metu, nuolat fermentuojant OLED ekranus, OLED medžiagos išpopuliarėjo iraukšto barjero plėvelėstapo kapitalo pramonės taikiniais. Taigi, kas tiksliai yra aukšto barjero plėvelė? „Aukštas barjeras“ neabejotinai yra labai pageidaujamas požymis ir yra viena iš savybių, kurių reikalauja daugelis polimerinių pakavimo medžiagų. Profesine prasme aukštas barjeras reiškia labai mažą mažos molekulinės masės cheminių medžiagų, tokių kaip dujos ir organiniai junginiai, pralaidumą.

Didelio barjero pakavimo medžiagos gali veiksmingai išlaikyti originalias gaminio savybes ir pratęsti jo tarnavimo laiką.

Įprastos aukštos barjerinės medžiagos

Šiuo metu polimerinėse medžiagose dažniausiai naudojamos barjerinės medžiagos:

1. Polivinilideno chloridas (PVDC)

PVDC pasižymi puikiomis deguonies ir vandens garų barjerinėmis savybėmis.

Dėl didelio kristališkumo, didelio tankio ir hidrofobinių PVDC grupių deguonies pralaidumas ir vandens garų pralaidumas yra ypač žemas, todėl PVDC turi puikias dujų barjerines savybes ir gali geriau pailginti supakuotų daiktų galiojimo laiką, palyginti su kitomis medžiagomis. Be to, jis gerai pritaikomas spausdinimui ir yra lengvai užsandarinamas, todėl plačiai naudojamas maisto ir farmacijos pakuočių srityje.

2. Etileno-vinilo alkoholio kopolimeras (EVOH)

EVOH yra etileno ir vinilo alkoholio kopolimeras, pasižymintis labai geromis barjerinėmis savybėmis. Taip yra todėl, kad EVOH molekulinėje grandinėje yra hidroksilo grupių, o tarp molekulinės grandinės hidroksilo grupių lengvai susidaro vandeniliniai ryšiai, o tai sustiprina tarpmolekulinę jėgą ir priverčia molekulines grandines susijungti, todėl EVOH tampa kristališkesnis ir pasižymi puikiomis barjerinėmis savybėmis. . pasirodymas. Tačiau Coating Online sužinojo, kad EVOH struktūroje yra daug hidrofilinių hidroksilo grupių, todėl EVOH lengvai sugeria drėgmę, todėl labai sumažėja barjero veikimas; be to, didelė sanglauda ir didelis kristališkumas molekulių viduje ir tarp jų sukelia jo šiluminę sandarumą.

3. Poliamidas (PA)

Paprastai tariant, nailonas turi geras dujų barjerines savybes, tačiau turi blogas vandens garų barjerines savybes ir stiprią vandens sugėrimą. Jis išsipučia didėjant vandens absorbcijai, todėl dujų ir drėgmės barjero savybės smarkiai sumažėja. Jo stiprumas ir pakuotės dydis skiriasi. Taip pat turės įtakos stabilumui.

Be to, nailonas pasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis, yra tvirtas ir atsparus dilimui, turi gerą atsparumą šalčiui ir karščiui, gerą cheminį stabilumą, lengvą apdorojimą ir gerą spausdinamumą, tačiau turi prastą sandarumą karščiu.

PA derva turi tam tikrų barjerinių savybių, tačiau didelis drėgmės sugėrimo greitis turi įtakos jos barjerinėms savybėms, todėl jos paprastai negalima naudoti kaip išorinio sluoksnio.

4. Poliesteris (PET, PEN)

Tarp poliesterių labiausiai paplitusi ir plačiausiai naudojama barjerinė medžiaga yra PET. PET turi simetrišką cheminę struktūrą, gerą molekulinės grandinės plokštumą, sandarią molekulinės grandinės sudėtį ir lengvą kristalizacijos orientaciją. Dėl šių savybių jis turi puikias barjerines savybes.

Pastaraisiais metais PEN taikymas sparčiai vystosi, pasižymi geru atsparumu hidrolizei, cheminiam atsparumui ir atsparumui ultravioletiniams spinduliams. PEN struktūra yra panaši į PET. Skirtumas tas, kad pagrindinėje PET grandinėje yra benzeno žiedai, o pagrindinėje PEN grandinėje – naftaleno žiedai.

Kadangi naftaleno žiedas turi didesnį konjugacijos efektą nei benzeno žiedas, molekulinė grandinė yra standesnė, o struktūra plokštesnė, PEN bendrosios savybės yra geresnės nei PET. Aukšto barjero medžiagų barjerinė technologija Siekiant pagerinti barjerinių medžiagų barjerines savybes, dažniausiai naudojamos šios techninės priemonės:

1.Daugiasluoksnis kompozitas

Daugiasluoksnis laminavimas reiškia dviejų ar daugiau plėvelių, turinčių skirtingas barjerines savybes, laminavimą tam tikru procesu. Tokiu būdu prasiskverbiančios molekulės turi praeiti per kelis membranų sluoksnius, kad pasiektų pakuotės vidų, o tai labai pailgina prasiskverbimo kelią ir taip pagerina barjero veikimą. Šis metodas sujungia įvairių membranų privalumus, kad būtų paruošta kompozicinė plėvelė, pasižyminti puikiomis visapusiškomis savybėmis, o procesas yra paprastas.

Tačiau, palyginti su vidinėmis aukštą barjerą turinčiomis medžiagomis, šiuo metodu paruoštos plėvelės yra storesnės ir gali atsirasti tokių problemų, kaip burbuliukai ar įtrūkimai, kurie turi įtakos barjero savybėms. Reikalavimai įrangai yra gana sudėtingi, o kaina didelė.

2. Paviršiaus dengimas

Paviršiaus danga naudoja fizinį nusodinimą iš garų (PVD), cheminį nusodinimą garais (CVD), nusodinimą atominiu sluoksniu (ALD), molekulinio sluoksnio nusodinimą (MLD), sluoksnio savaiminį surinkimą (LBL) arba magnetroninį nusodinimą dulkinant polimerizacijoje. Tokios medžiagos kaip metalų oksidai ar nitridai nusėda ant objekto paviršiaus, kad susidarytų tanki danga, pasižyminti puikiomis barjerinėmis savybėmis ant plėvelės paviršiaus. Tačiau šie metodai turi problemų, tokių kaip daug laiko reikalaujantis procesas, brangi įranga ir sudėtingas procesas, o eksploatacijos metu dangoje gali atsirasti defektų, pvz., skylučių ir įtrūkimų.

3. Nanokompozitai

Nanokompozitai yra nanokompozitai, paruošti interkaliaciniu kompozitiniu metodu, in situ polimerizacijos metodu arba sol-gelio metodu, naudojant nepralaidžias lakštines nanodaleles su dideliu kraštinių santykiu. Pridėjus dribsnių nanodalelių galima ne tik sumažinti polimero matricos tūrio dalį sistemoje, kad sumažėtų prasiskverbiančių molekulių tirpumas, bet ir išplėsti prasiskverbiančių molekulių prasiskverbimo kelią, sumažinti prasiskverbiančių molekulių difuzijos greitį ir pagerinti barjerines savybes. .

4. Paviršiaus modifikavimas

Kadangi polimero paviršius dažnai liečiasi su išorine aplinka, nesunku paveikti paviršiaus adsorbciją, barjerines savybes ir polimero spausdinimą.

Tam, kad polimerai būtų geriau naudojami kasdieniame gyvenime, polimerų paviršius dažniausiai apdorojamas. Daugiausia apima: paviršiaus cheminis apdorojimas, paviršiaus transplantato modifikavimas ir plazmos paviršiaus apdorojimas.

Šio tipo metodo techninius reikalavimus lengva įvykdyti, įranga yra gana paprasta, o vienkartinės investicijos išlaidos yra mažos, tačiau ji negali pasiekti ilgalaikio stabilaus poveikio. Kai paviršius bus pažeistas, barjero veikimas bus rimtai paveiktas.

5. Dvikryptis tempimas

Dėl dviašio tempimo polimero plėvelė gali būti orientuota tiek išilgine, tiek skersine kryptimis, kad pagerėtų molekulinės grandinės išdėstymo tvarka ir būtų griežtesnis krūvis, todėl mažoms molekulėms bus sunkiau praeiti, taip pagerinant barjerines savybes. . Šis metodas daro plėvelę Tipiškų aukštos barjerinės polimerinės plėvelės paruošimo procesas yra sudėtingas ir sunku žymiai pagerinti barjerines savybes.

Didelio barjero medžiagų pritaikymas:

Aukštų barjerų filmai iš tikrųjų pasirodė kasdieniame gyvenime ilgą laiką. Dabartinės polimerinės aukštos barjerinės medžiagos daugiausia naudojamos maisto ir vaistų pakuotėse, elektroninių prietaisų pakuotėse, saulės elementų pakuotėse ir OLED pakuotėse.

Maisto ir vaistų pakuotės:

EVOH septynių sluoksnių koekstruzinė aukšto barjero plėvelė

Maisto ir farmacijos pakuotės šiuo metu yra plačiausiai naudojamos aukštos barjerinės medžiagos. Pagrindinis tikslas – neleisti, kad ore esantis deguonis ir vandens garai nepatektų į pakuotę ir nesugadintų maisto produktų bei vaistų, taip labai sumažinant jų galiojimo laiką.

„Coating Online“ teigimu, maisto ir vaistų pakuotėms keliami barjeriniai reikalavimai paprastai nėra itin aukšti. Užtvarinių medžiagų vandens garų perdavimo greitis (WVTR) ir deguonies perdavimo greitis (OTR) turi būti atitinkamai mažesni nei 10 g/m2 per dieną ir 10 g/m2 per dieną. 100cm3/m2/para.

Elektroninio prietaiso pakuotė:

Sparčiai tobulėjant šiuolaikinei elektroninei informacijai, žmonės kelia aukštesnius reikalavimus elektroniniams komponentams ir vystosi perkeliamumo bei daugiafunkciškumo link. Tai kelia aukštesnius reikalavimus elektroninių prietaisų pakavimo medžiagoms. Jie turi būti gerai izoliuoti, apsaugoti nuo išorinio deguonies ir vandens garų korozijos, turėti tam tikrą stiprumą, dėl kurio reikia naudoti polimerines barjerines medžiagas.

Paprastai elektroniniams įrenginiams reikalingų pakavimo medžiagų barjerinės savybės yra tokios, kad vandens garų perdavimo greitis (WVTR) ir deguonies perdavimo greitis (OTR) turi būti atitinkamai mažesni nei 10–1 g/m2 per dieną ir 1 cm3/m2 per dieną.

Saulės elementų pakuotė:

Kadangi saulės energija yra veikiama ore ištisus metus, ore esantis deguonis ir vandens garai gali lengvai korozuoti už saulės elemento esantį metalizuotą sluoksnį, o tai labai paveiks saulės elemento naudojimą. Todėl saulės elementų komponentus būtina apklijuoti aukštą barjerą turinčiomis medžiagomis, kurios ne tik užtikrina saulės elementų tarnavimo laiką, bet ir padidina elementų atsparumą.

Pasak „Coating Online“, saulės elementų, skirtų pakavimo medžiagoms, barjerinės savybės yra tokios, kad vandens garų pralaidumas (WVTR) ir deguonies pralaidumas (OTR) turi būti atitinkamai mažesnis nei 10–2 g/m2 per dieną ir 10–1 cm3/m2 per dieną. .

OLED paketas:

OLED buvo patikėta svarbi naujos kartos ekranų užduotis nuo ankstyvųjų jo kūrimo etapų, tačiau jo trumpa eksploatavimo trukmė visada buvo pagrindinė problema, ribojanti jo komercinį pritaikymą. Pagrindinė priežastis, turinti įtakos OLED tarnavimo laikui, yra ta, kad elektrodų medžiagos ir liuminescencinės medžiagos kenkia deguoniui, vandeniui ir priemaišoms. Visi jie yra labai jautrūs ir gali būti lengvai užteršti, todėl sumažėja įrenginio veikimas, todėl sumažėja šviesos efektyvumas ir sutrumpėja tarnavimo laikas.

Siekiant užtikrinti gaminio šviesos efektyvumą ir pailginti jo tarnavimo laiką, supakuotas prietaisas turi būti izoliuotas nuo deguonies ir vandens. Siekiant užtikrinti, kad lankstaus OLED ekrano tarnavimo laikas būtų ilgesnis nei 10 000 valandų, barjerinės medžiagos vandens garų pralaidumas (WVTR) ir deguonies pralaidumas (OTR) turi būti mažesnis nei 10–6 g/m2 per dieną ir 10– 5cm3/ atitinkamai. m2/parą, jos standartai yra daug aukštesni už barjerų eksploatacinių savybių reikalavimus organinės fotovoltinės, saulės elementų pakavimo, maisto, vaistų ir elektroninių prietaisų pakavimo technologijos srityse. Todėl įrenginiams pakuoti turi būti naudojamos lanksčios pagrindo medžiagos, pasižyminčios puikiomis barjerinėmis savybėmis. , kad atitiktų griežtus produkto naudojimo trukmės reikalavimus.