Spoznajte filme z visoko pregrado!

V zadnjem času so z nenehno fermentacijo zaslonov OLED postali priljubljeni materiali OLED infilmi z visoko pregradoso postali tarče kapitalske industrije. Torej, kaj točno je film z visoko pregrado? "Visoka pregrada" je nedvomno zelo zaželen atribut in je ena od lastnosti, ki jih zahtevajo številni polimerni embalažni materiali. V strokovnem smislu se visoka pregrada nanaša na zelo nizko prepustnost za kemikalije z nizko molekulsko maso, kot so plini in organske spojine.

Embalažni materiali z visoko odpornostjo lahko učinkovito ohranijo prvotno delovanje izdelka in podaljšajo njegovo življenjsko dobo.

Običajni materiali z visoko pregrado

Trenutno običajno uporabljeni pregradni materiali v polimernih materialih vključujejo predvsem naslednje:

1. Poliviniliden klorid (PVDC)

PVDC ima odlične zaščitne lastnosti proti kisiku in vodni hlapi.

Zaradi visoke kristaliničnosti, visoke gostote in prisotnosti hidrofobnih skupin PVDC je njegova prepustnost za kisik in prepustnost vodne pare izjemno nizka, zaradi česar ima PVDC odlične lastnosti plinske pregrade in lahko bolje podaljša rok uporabnosti pakiranih predmetov v primerjavi z drugimi materiali. Poleg tega ima dobro prilagodljivost pri tiskanju in je enostaven za toplotno tesnjenje, zato se pogosto uporablja na področju embalaže za hrano in zdravila.

2. Kopolimer etilen-vinil alkohola (EVOH)

EVOH je kopolimer etilena in vinil alkohola z zelo dobrimi pregradnimi lastnostmi. To je zato, ker molekularna veriga EVOH vsebuje hidroksilne skupine, med hidroksilnimi skupinami na molekularni verigi pa se zlahka oblikujejo vodikove vezi, kar krepi medmolekularno silo in poskrbi, da se molekularne verige zbližajo, zaradi česar je EVOH bolj kristalen in ima zato odlične pregradne lastnosti. . uspešnost. Vendar pa je Coating Online izvedel, da struktura EVOH vsebuje veliko število hidrofilnih hidroksilnih skupin, zaradi česar EVOH zlahka absorbira vlago, s čimer se močno zmanjša učinkovitost pregrade; poleg tega velika kohezija in visoka kristaliničnost znotraj in med molekulami povzročata njegovo toplotno delovanje. Tesnjenje je slabo.

3. Poliamid (PA)

Na splošno ima najlon dobre lastnosti zapore za pline, vendar ima slabe lastnosti zapore za vodno paro in močno absorpcijo vode. S povečanjem vpojnosti vode nabrekne, zaradi česar se lastnosti zapore za plin in vlago močno zmanjšajo. Njegova moč in velikost embalaže sta različni. Prizadeta bo tudi stabilnost.

Poleg tega ima najlon odlične mehanske lastnosti, je močan in odporen proti obrabi, ima dobro odpornost na mraz in toploto, dobro kemično stabilnost, enostavno obdelavo in dobro tiskanje, vendar ima slabo toplotno tesnjenje.

PA smola ima določene pregradne lastnosti, vendar njena visoka stopnja absorpcije vlage vpliva na njene pregradne lastnosti, zato je na splošno ni mogoče uporabiti kot zunanjo plast.

4. Poliester (PET, PEN)

Najpogostejši in široko uporabljen pregradni material med poliestri je PET. PET ima simetrično kemijsko strukturo, dobro ravninsko molekulsko verigo, tesno zlaganje molekulskih verig in enostavno orientacijo kristalizacije. Zaradi teh lastnosti ima odlične pregradne lastnosti.

V zadnjih letih se hitro razvija uporaba PEN, ki ima dobro odpornost proti hidrolizi, kemično odpornost in odpornost na ultravijolične žarke. Struktura PEN je podobna strukturi PET. Razlika je v tem, da glavna veriga PET vsebuje benzenske obroče, medtem ko glavna veriga PEN vsebuje naftalenske obroče.

Ker ima naftalenski obroč večji učinek konjugacije kot benzenov obroč, je molekularna veriga bolj toga in struktura bolj ravna, ima PEN boljše splošne lastnosti kot PET. Pregradna tehnologija materialov z visoko pregrado Za izboljšanje pregradnih lastnosti pregradnih materialov se običajno uporabljajo naslednja tehnična sredstva:

1. Večplastni kompozit

Večslojna laminacija se nanaša na laminacijo dveh ali več filmov z različnimi pregradnimi lastnostmi z določenim postopkom. Na ta način morajo prepustne molekule preiti skozi več plasti membran, da dosežejo notranjost embalaže, kar močno podaljša prepustno pot in tako izboljša delovanje pregrade. Ta metoda združuje prednosti različnih membran za pripravo kompozitnega filma z odlično celovito zmogljivostjo, njen postopek pa je preprost.

Vendar so v primerjavi z intrinzičnimi materiali z visoko pregrado filmi, pripravljeni s to metodo, debelejši in nagnjeni k težavam, kot so mehurčki ali razpokane gube, ki vplivajo na pregradne lastnosti. Zahteve glede opreme so razmeroma zapletene, stroški pa visoki.

2. Površinski premaz

Površinska prevleka pri polimerizaciji uporablja fizično naparjevanje (PVD), kemično naparjevanje (CVD), atomsko naparjevanje (ALD), molekularno nanos (MLD), samosestavljanje plast za plastjo (LBL) ali magnetronsko naprševanje. Materiali, kot so kovinski oksidi ali nitridi, se nanesejo na površino predmeta, da tvorijo gosto prevleko z odličnimi pregradnimi lastnostmi na površini filma. Vendar imajo te metode težave, kot so dolgotrajen postopek, draga oprema in zapleten postopek, premaz pa lahko povzroči napake, kot so luknjice in razpoke med uporabo.

3. Nanokompoziti

Nanokompoziti so nanokompoziti, pripravljeni z interkalacijsko kompozitno metodo, in situ polimerizacijsko metodo ali sol-gel metodo z uporabo neprepustnih listnatih nanodelcev z velikim razmerjem stranic. Dodatek kosmičastih nanodelcev ne more le zmanjšati volumskega deleža polimernega matriksa v sistemu, da zmanjša topnost prodirajočih molekul, ampak tudi podaljša pot prodiranja prodirajočih molekul, zmanjša hitrost difuzije prodirajočih molekul in izboljša lastnosti pregrade .

4. Modifikacija površine

Ker je površina polimera pogosto v stiku z zunanjim okoljem, je enostavno vplivati ​​na površinsko adsorpcijo, pregradne lastnosti in tiskanje polimera.

Za boljšo uporabo polimerov v vsakdanjem življenju je površina polimerov običajno obdelana. V glavnem vključujejo: površinsko kemično obdelavo, modifikacijo površinskega presadka in površinsko obdelavo s plazmo.

Tehnične zahteve tovrstne metode so lahko dosegljive, oprema je razmeroma enostavna, enkratni stroški naložbe nizki, vendar ne more doseči dolgoročnih stabilnih učinkov. Ko je površina poškodovana, bo učinkovitost pregrade resno prizadeta.

5. Dvosmerno raztezanje

Z biaksialnim raztezanjem se lahko polimerni film usmeri tako v vzdolžni kot v prečni smeri, tako da se izboljša vrstni red razporeditve molekulske verige in je zlaganje tesnejše, zaradi česar majhne molekule težje prehajajo skozi, s čimer se izboljšajo lastnosti pregrade . Ta metoda naredi film Postopek priprave tipičnih polimernih filmov z visoko pregrado je zapleten in težko je bistveno izboljšati pregradne lastnosti.

Uporaba materialov z visoko pregrado:

Filmi z visoko pregrado se dejansko pojavljajo v vsakdanjem življenju že dolgo časa. Trenutni polimerni materiali z visoko pregrado se večinoma uporabljajo v embalaži za hrano in zdravila, embalaži elektronskih naprav, embalaži sončnih celic in embalaži OLED.

Embalaža za hrano in zdravila:

EVOH sedemslojna koekstrudirana visoko zaščitna folija

Embalaža za hrano in zdravila sta trenutno najpogosteje uporabljena področja za materiale z visoko odpornostjo. Glavni namen je preprečiti, da bi kisik in vodna para v zraku vstopila v embalažo in povzročila kvarjenje hrane in zdravil ter s tem močno skrajšala njihov rok uporabnosti.

Po podatkih Coating Online zahteve glede pregrad za živilsko in farmacevtsko embalažo na splošno niso posebej visoke. Hitrost prepustnosti vodne pare (WVTR) in hitrost prepustnosti kisika (OTR) pregradnih materialov morata biti nižji od 10 g/m2/dan oziroma 10 g/m2/dan. 100 cm3/m2/dan.

Embalaža elektronske naprave:

S hitrim razvojem sodobnih elektronskih informacij so ljudje postavili višje zahteve za elektronske komponente in se razvijajo v smeri prenosljivosti in večnamenskosti. To postavlja višje zahteve za materiale za pakiranje elektronskih naprav. Imeti morajo dobro izolacijo, zaščititi jih pred korozijo zaradi zunanjega kisika in vodne pare ter imeti določeno trdnost, kar zahteva uporabo polimernih pregradnih materialov.

Na splošno so pregradne lastnosti embalažnih materialov, ki se zahtevajo za elektronske naprave, ta, da morata biti stopnja prepustnosti vodne pare (WVTR) in hitrost prepustnosti kisika (OTR) nižja od 10-1 g/m2/dan oziroma 1 cm3/m2/dan.

Pakiranje sončnih celic:

Ker je sončna energija vse leto izpostavljena zraku, lahko kisik in vodna para v zraku zlahka razjedata metalizirano plast zunaj sončne celice, kar resno vpliva na uporabo sončne celice. Zato je treba komponente sončnih celic inkapsulirati z materiali z visoko pregrado, kar ne le zagotavlja življenjsko dobo sončnih celic, ampak tudi poveča odpornost celic.

Glede na Coating Online so pregradne lastnosti sončnih celic za embalažne materiale, da mora biti prepustnost vodne pare (WVTR) in prepustnost kisika (OTR) nižja od 10-2g/m2/dan oziroma 10-1cm3/m2/dan. .

OLED paket:

OLED je bila že v zgodnjih fazah razvoja zaupana pomembna naloga naslednje generacije zaslonov, vendar je bila njegova kratka življenjska doba vedno velik problem, ki je omejeval njegovo komercialno uporabo. Glavni razlog, ki vpliva na življenjsko dobo OLED, je, da so materiali elektrod in luminiscenčni materiali škodljivi za kisik, vodo in nečistoče. Vsi so zelo občutljivi in ​​jih je mogoče zlahka kontaminirati, kar ima za posledico zmanjšanje učinkovitosti naprave, posledično zmanjšano svetlobno učinkovitost in skrajšanje življenjske dobe.

Da bi zagotovili svetlobno učinkovitost izdelka in podaljšali njegovo življenjsko dobo, mora biti naprava v embalaži izolirana od kisika in vode. Da bi zagotovili, da je življenjska doba prilagodljivega zaslona OLED daljša od 10.000 ur, morata biti prepustnost vodne pare (WVTR) in prepustnost kisika (OTR) pregradnega materiala nižja od 10-6g/m2/dan in 10- 5 cm3/ oz. m2/dan, so njegovi standardi veliko višji od zahtev za učinkovitost pregrade na področju organske fotovoltaike, embalaže sončnih celic, hrane, zdravil in tehnologije pakiranja elektronskih naprav. Zato je treba za pakiranje naprav uporabiti prožne substratne materiale z odličnimi pregradnimi lastnostmi. , da bi izpolnili stroge zahteve življenjske dobe izdelka.