Tecnologia de barrera de materials d'alta barrera

Per tal de millorar el rendiment de la barrera dels materials de barrera, s'utilitzen habitualment els següents mètodes tècnics:
1. Composite multicapa
El compost multicapa es refereix al procés de combinar dues o més pel·lícules amb diferents propietats de barrera mitjançant una determinada tècnica. D'aquesta manera, perquè les molècules penetrants arribin a l'interior de l'envàs, han de passar per diverses capes de pel·lícula, la qual cosa equival a allargar el camí de permeació i millorar el rendiment de la barrera.
Aquest mètode combina els avantatges de diverses membranes per preparar una pel·lícula fina composta amb un rendiment integral excel·lent i el seu procés és senzill.
Tanmateix, en comparació amb els materials intrínsecs d'alta barrera, l'ús d'aquest mètode per preparar pel·lícules primes és més gruixut, propens a problemes com ara bombolles o arrugues que afecten el rendiment de la barrera, i té requisits d'equip relativament complexos i costos més elevats.
2. Revestiment superficial
El recobriment superficial es refereix a l'ús de la deposició física de vapor (PVD), la deposició química de vapor (CVD), la deposició de capa atòmica (ALD), la deposició de capa molecular (MLD), l'autoassemblatge capa per capa (LBL) o les tècniques de deposició de magnetrons sputtering. per dipositar òxids metàl·lics o nitrurs a les superfícies de polímers, formant així un recobriment dens i resistent a la barrera a la superfície de les pel·lícules primes.
No obstant això, aquests mètodes tenen problemes com processos que requereixen temps, equips cars i processos complexos, i també poden produir defectes com forats i esquerdes durant el servei.
3. Materials nanocomposts
El nanocomposite és un tipus de nanocomposit preparat mitjançant la interpenetració de compostos, polimerització in situ o mètode de gel sol mitjançant nanopartícules impermeables i de gran proporció d'aspecte. L'addició de nanopartícules semblants a làmines no només pot reduir la fracció de volum de la matriu de polímer al sistema per disminuir la solubilitat de les molècules permeables, sinó que també allarga el camí de permeació de les molècules permeables, reduir la velocitat de difusió de les molècules permeables i millorar la barrera. rendiment.
4. Modificació de la superfície
A causa del contacte freqüent amb l'entorn extern, les superfícies de polímer són propenses a afectar la seva adsorció superficial, propietats de barrera i impressió.
Per tal d'aplicar millor els polímers a la vida diària, la superfície dels polímers se sol tractar. Inclou principalment el tractament químic de la superfície, la modificació de l'empelt superficial i el tractament de la superfície amb plasma.
Aquest tipus de mètode requereix requisits tècnics fàcils de complir, equips senzills i baixos costos d'inversió puntuals, però no poden aconseguir estabilitat a llarg termini. Un cop danyada la superfície, el rendiment de la barrera es veurà greument afectat.
5. Estirament bidireccional
Mitjançant l'estirament biaxial, les pel·lícules de polímer es poden orientar tant en direccions longitudinals com transversals, millorant l'ordre de la disposició de la cadena molecular i l'empaquetament més estret, fent que sigui més difícil el pas de molècules petites, millorant així les propietats de barrera. Aquest mètode complica el procés de preparació de pel·lícules de polímers d'alta barrera intrínseques i dificulta la millora significativa de les propietats de la barrera.