Bariérová technologie materiálů s vysokou bariérou

Pro zlepšení bariérových vlastností bariérových materiálů se běžně používají následující technické metody:
1. Vícevrstvý kompozit
Vícevrstvý kompozit označuje proces spojování dvou nebo více filmů s různými bariérovými vlastnostmi pomocí určité techniky. Tímto způsobem, aby se penetrující molekuly dostaly do vnitřku obalu, musí projít několika vrstvami filmu, což je ekvivalentní prodloužení permeační cesty a zlepšení bariérového výkonu.
Tato metoda kombinuje výhody různých membrán pro přípravu kompozitního tenkého filmu s vynikajícím komplexním výkonem a její proces je jednoduchý.
Avšak ve srovnání s vlastními materiály s vysokou bariérou je použití této metody pro přípravu tenkých filmů tlustší, náchylné k problémům, jako jsou bubliny nebo praskající vrásky, které ovlivňují výkon bariéry, a má relativně složité požadavky na vybavení a vyšší náklady.
2. Povrchová úprava
Povrchové nanášení se týká použití fyzikálního nanášení z plynné fáze (PVD), chemického nanášení z plynné fáze (CVD), nanášení atomové vrstvy (ALD), nanášení molekulární vrstvy (MLD), samoskládání vrstev (LBL) nebo magnetronového naprašování. k ukládání oxidů nebo nitridů kovů na povrchy polymerů, čímž se vytváří hustý a bariérově odolný povlak na povrchu tenkých filmů.
Tyto metody však mají problémy, jako jsou časově náročné procesy, drahé vybavení a složité procesy, a mohou také způsobit vady, jako jsou dírky a praskliny během provozu.
3. Nanokompozitní materiály
Nanokompozit je druh nanokompozitu připravený interpenetračním kompozitem, in-situ polymerací nebo metodou sol gel za použití nepropustných vločkových nanočástic s velkým poměrem stran. Přidání listovitých nanočástic může nejen snížit objemový podíl polymerní matrice v systému, aby se snížila rozpustnost permeabilních molekul, ale také prodloužit cestu permeace permeabilních molekul, snížit rychlost difúze permeabilních molekul a zlepšit bariéru. výkon.
4. Úprava povrchu
Vzhledem k častému kontaktu s vnějším prostředím jsou polymerní povrchy náchylné k ovlivnění jejich povrchové adsorpce, bariérových vlastností a tisku.
Za účelem lepší aplikace polymerů v každodenním životě se povrch polymerů obvykle upravuje. Především včetně povrchové chemické úpravy, povrchové úpravy roubováním a plazmové povrchové úpravy.
Tento typ metody vyžaduje snadno splnitelné technické požadavky, jednoduché vybavení a nízké jednorázové investiční náklady, ale nemůže dosáhnout dlouhodobé stability. Jakmile je povrch poškozen, výkon bariéry bude vážně ovlivněn.
5. Obousměrný strečink
Biaxiálním natahováním mohou být polymerní filmy orientovány jak v podélném, tak v příčném směru, čímž se zlepšuje uspořádanost uspořádání molekulových řetězců a těsněji se balí, což ztěžuje průchod malým molekulám, čímž se zlepšují bariérové ​​vlastnosti. Tato metoda komplikuje proces přípravy vlastních vysoce bariérových polymerních filmů a ztěžuje výrazné zlepšení bariérových vlastností.