Drei Minuten, um die Arten von Hochbarrierefolien und ihre Verwendung zu verstehen

Mit der kontinuierlichen Fermentation von OLED-Displays sind OLED-Materialien in letzter Zeit heiß begehrt und Hochbarrierefolien sind zum Ziel der Verfolgung der Hauptstadt geworden.

Was ist also eine Hochbarrierefolie? Dieser Artikel entschlüsselt für Sie den Hochbarrierefilm auf der Blasdüse.

„Hohe Barriere“ ist zweifellos eine sehr wünschenswerte Eigenschaft, die eine der erforderlichen Eigenschaften vieler Polymerverpackungsmaterialien ist. Technisch gesehen bezieht sich eine hohe Barriere auf die sehr geringe Durchlässigkeit niedermolekularer Chemikalien wie Gase und organische Verbindungen.

Verpackungsmaterialien mit hoher Barrierewirkung können die ursprüngliche Leistung des Produkts effektiv aufrechterhalten und die Produktlebensdauer verlängern.

| gängige Materialien mit hoher Trennschärfe

Derzeit werden hauptsächlich folgende Polymermaterialien als Barrierematerialien verwendet:

1. Polyvinylidenchlorid (PVDC)

PVDC weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf auf.

Aufgrund der hohen Kristallisation, der hohen Dichte und der hydrophoben Basis von PVDC sind die Sauerstoffdurchlässigkeit und die Gasdurchlässigkeitsrate sehr gering, so dass PVDC im Vergleich zu anderen Materialien eine hervorragende Gasbarriere aufweist und die Haltbarkeit von Verpackungsartikeln sowie die Druckanpassungsfähigkeit besser verlängern kann Es lässt sich leicht heißsiegeln und wird daher häufig im Bereich der Verpackung von Lebensmitteln und Medikamenten eingesetzt.

2. Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH)

EVOH ist ein Copolymer aus Ethylen und Vinylalkohol, das sehr gute Barriereeigenschaften aufweist. Dies liegt daran, dass die Molekülkette von EVOH eine Hydroxylgruppe enthält und die Hydroxylgruppe an der Molekülkette leicht Wasserstoffbrückenbindungen bilden kann, so dass die intermolekulare Kraft gestärkt wird, die Molekülkettenakkumulation enger ist und die Kristallinität von EVOH erhöht wird höher, so dass es eine hervorragende Barriereleistung aufweist.

Die Struktur von EVOH enthält jedoch eine große Anzahl hydrophiler Hydroxylgruppen, wodurch EVOH leicht Feuchtigkeit aufnimmt, so dass die Barriereleistung stark beeinträchtigt wird. Darüber hinaus führen die hohe intramolekulare und intermolekulare Kohäsion sowie die hohe Kristallinität zu einer schlechten Heißsiegelleistung.

3. Polyamid (PA)

Im Allgemeinen ist die Gasbeständigkeit von Nylon gut, aber die Wasserdampfbarriere ist schlecht, die Wasseraufnahme ist stark, und mit zunehmender Wasseraufnahme und Quellung nimmt die Gasbeständigkeit, die Feuchtigkeitsbeständigkeit, die Festigkeit und die Stabilität der Verpackungsgröße stark ab wird auch betroffen sein.

Darüber hinaus verfügt Nylon über hervorragende mechanische Eigenschaften, starke Verschleißfestigkeit, gute Kälte- und Hitzebeständigkeit, gute chemische Stabilität, einfache Verarbeitung, gute Bedruckbarkeit, aber schlechte Heißsiegelbarkeit.

PA-Harz hat bestimmte Barriereeigenschaften, aber die hygroskopische Rate ist groß, was sich auf seine Barriere auswirkt, sodass es nicht als äußere Schicht verwendet werden kann.

4. Polyester (PET, STIFT)

Das gebräuchlichste und am weitesten verbreitete Barrierematerial aus Polyester ist PET. PET verfügt aufgrund seiner symmetrischen chemischen Struktur, der guten Molekülkettenebene, des dichten Molekülkettenstapels und der einfachen Kristallisationsorientierung über hervorragende Barriereeigenschaften.

In den letzten Jahren wurde PEN schnell eingesetzt, das eine gute Hydrolysebeständigkeit, chemische Beständigkeit und UV-Beständigkeit aufweist. Die Struktur von PEN ähnelt der von PET, mit der Ausnahme, dass PET in seiner Hauptkette einen Benzolring aufweist, während PEN in seiner Hauptkette einen Naphthalinring aufweist.

Da Naphthalin eine stärkere konjugierte Wirkung als ein Benzolring hat, ist die Molekülkette steifer und die Struktur planarer, sodass PEN eine bessere Gesamtleistung als PET aufweist.

| Technologie mit hoher Trennbarriere von Materialien

Um die Barriereleistung des Barrierematerials zu verbessern, werden derzeit hauptsächlich folgende technische Mittel eingesetzt:

1. Mehrschichtiger Verbundwerkstoff

Unter Mehrschichtverbund versteht man den Verbund zweier oder mehrerer Folien mit unterschiedlichen Barriereeigenschaften durch einen bestimmten Prozess. Auf diese Weise müssen osmotische Moleküle mehrere Folienschichten passieren, um in das Verpackungsinnere zu gelangen, was einer Verlängerung des osmotischen Weges gleichkommt, sodass die Barriereleistung verbessert wird.

Das Verfahren synthetisiert die Vorteile verschiedener Membranen, um einen Verbundfilm mit hervorragenden umfassenden Eigenschaften herzustellen, und sein Prozess ist einfach.

Allerdings ist der mit dieser Methode hergestellte dünne Film im Vergleich zum intrinsischen Material mit hoher Barriere dicker und es können leicht Blasen oder Risse und Falten auftreten, die die Barriereeigenschaften beeinträchtigen. Darüber hinaus sind die Anforderungen an die Ausrüstung relativ komplex und die Kosten hoch.

2. Oberflächenbeschichtung

Unter Oberflächenbeschichtung versteht man den Einsatz von physikalischer meteorologischer Abscheidung (PVD), chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), Atomlagenabscheidung (ALD), Molekularlagenabscheidung (MLD), Schichtselbstorganisation (LBL) oder Magnetron-Sputtering-Abscheidung und anderen Technologien Polymeroberflächenabscheidung von Metalloxiden oder -nitriden und anderen Materialien, um eine dichte und ausgezeichnete Barrierebeschichtung auf der Oberfläche des Films zu bilden.

Allerdings weisen diese Methoden einige Probleme auf, wie z. B. einen zeitaufwändigen Prozess, teure Ausrüstung und komplizierte Technologie, und die Beschichtung kann während des Betriebs Nadellöcher, Risse und andere Defekte erzeugen.

3. Nanokomposite

Nanokomposite werden durch Interkalation, In-situ-Polymerisation oder Sol-Gel-Verfahren unter Verwendung undurchdringlicher Blattnanopartikel mit großem Aspektverhältnis hergestellt. Die Zugabe von Flockennanopartikeln kann nicht nur den Volumenanteil der Polymermatrix im System verringern, um die Löslichkeit permeabler Moleküle zu verringern, sondern auch den permeablen Weg permeabler Moleküle verlängern und die Diffusionsrate permeabler Moleküle verringern, sodass die Barriereleistung verbessert wird verbessert.

4. Oberflächenmodifikation

Polymeroberflächen kommen häufig mit der äußeren Umgebung in Kontakt, was zu Adsorption, Barriere und Druck auf der Polymeroberfläche führt.

Um das Polymer alltagstauglicher zu machen, wird üblicherweise die Oberfläche des Polymers behandelt. Es umfasst hauptsächlich: chemische Oberflächenbehandlung, Oberflächentransplantatmodifikation und Plasmaoberflächenbehandlung.

Mit dieser Methode können die technischen Anforderungen leicht erfüllt werden, die Ausrüstung ist einfach, die einmaligen Investitionskosten sind gering, aber die Langzeitstabilität des Effekts kann nicht erreicht werden, sobald die Oberfläche beschädigt ist, wird die Barriereleistung beeinträchtigt stark beeinträchtigt.

5. Dehnen Sie sich in beide Richtungen

Durch bidirektionales Strecken kann der Polymerfilm sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung ausgerichtet werden, die Reihenfolge der Molekülkettenanordnung verbessern und dichter geschichtet werden, so dass kleine Moleküle schwerer passieren können, und dann die Barriereleistung verbessern. Dieses Verfahren verkompliziert den Herstellungsprozess von intrinsischen Polymerfilmen mit hoher Barriere und es ist schwierig, die Barriereleistung wesentlich zu verbessern.

Die Anwendung von|Hochbarrierematerialien

Hochbarrierefolien sind bereits im täglichen Leben aufgetaucht. Das aktuelle Polymer-Hochbarrierematerial wird hauptsächlich in Lebensmittel- und Medikamentenverpackungen, Verpackungen für elektronische Geräte, Solarzellenverpackungen und OLED-Verpackungen verwendet.

1. Lebensmittel- und Arzneimittelverpackungen

Lebensmittel- und Arzneimittelverpackungen sind der am weitesten verbreitete Bereich von Hochbarrierematerialien. Der Hauptzweck besteht darin, zu verhindern, dass Sauerstoff und Wasserdampf in der Luft in die Verpackung gelangen, Lebensmittel und Medikamente verderben und deren Haltbarkeit erheblich verkürzen.

Für Lebensmittel- und Arzneimittelverpackungen sind die Barriereanforderungen nicht besonders hoch und die Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) und die Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR) des Materials sollten jeweils unter 10 g/m2/Tag und 100 cm3/m2/Tag liegen.

2. Verpackung elektronischer Geräte

Mit der rasanten Entwicklung moderner elektronischer Informationen haben die Menschen höhere Anforderungen an elektronische Komponenten gestellt, die sich in Richtung Tragbarkeit und Multifunktion entwickeln. Dies stellt höhere Anforderungen an Verpackungsmaterialien für elektronische Geräte, die nicht nur eine gute Isolierung aufweisen, sondern diese auch vor der Korrosion von externem Sauerstoff und Wasserdampf schützen können, sondern auch eine gewisse Festigkeit aufweisen sollten, was den Einsatz einer Polymerbarriere erfordert Materialien.

Allgemeine Anforderungen an die Barriere von Verpackungsmaterial für elektronische Geräte, damit die Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) und die Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR) unter 10-1g/m2/Tag und 1 cm3/m2/Tag liegen.

3. Verpackung von Solarzellen

Da die Sonnenenergie das ganze Jahr über der Luft ausgesetzt ist, korrodieren Sauerstoff und Wasserdampf in der Luft leicht die metallisierte Schicht außerhalb der Solarzelle, was die Nutzung der Solarzelle ernsthaft beeinträchtigt. Daher ist es notwendig, für die Verpackung von Solarzellenmodulen Materialien mit hoher Barriere zu verwenden, die nicht nur die Lebensdauer von Solarzellen gewährleisten, sondern auch die Widerstandskraft der Batterie erhöhen können.

Die Barriereanforderungen für Solarzellen als Verpackungsmaterial für die Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) und die Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR) müssen unter 10-2g/m2/Tag und 10-1cm3/m2/Tag liegen.

4. OLED-Verpackung

OLED wurde bereits in der frühen Entwicklungsphase in die nächste Generation von Displays integriert, doch ihre kurze Lebensdauer stellte ein großes Problem dar, das ihre kommerzielle Anwendung einschränkte. Der Hauptgrund für die Beeinträchtigung der Lebensdauer von OLED besteht darin, dass Elektrodenmaterialien und Leuchtmaterialien sehr empfindlich gegenüber Sauerstoff, Wasser und Verunreinigungen sind und leicht verschmutzt werden können, was zu einer Verschlechterung der Geräteleistung, einer Verringerung der Lichtausbeute und einer Verkürzung der Lebensdauer führt.

Um die Lichtausbeute des Produkts sicherzustellen und seine Lebensdauer zu verlängern, muss das Gerät beim Verpacken von Sauerstoff und Wasser isoliert werden.

Und um sicherzustellen, dass die Lebensdauer des flexiblen OLED-Displays mehr als 10.000 Stunden beträgt, müssen die Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) und die Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR) des Blockierungsmaterials unter 10-6g/m2/Tag und 10-6g/m2/Tag liegen. {3}}cm3/m2/Tag. Sein Standard ist viel höher als die Barriereleistungsanforderungen in der organischen Photovoltaik, der Solarzellenverpackung und der Verpackungstechnologie für Lebensmittel, Medizin und elektronische Geräte und anderen Bereichen. Daher müssen wir das flexible Substratmaterial mit ausgezeichneter Barriereleistung zum Verpacken des Geräts auswählen um den strengen Anforderungen der Produktlebensdauer gerecht zu werden.