درباره فیلم های با مانع بالا بیاموزید!

اخیراً با تخمیر مداوم نمایشگرهای OLED، مواد OLED رایج شده اند وفیلم های با مانع بالابه هدف صنعت سرمایه تبدیل شده اند. بنابراین، فیلم با مانع بالا دقیقاً چیست؟ "موانع بالا" بدون شک یک ویژگی بسیار مطلوب است و یکی از ویژگی های مورد نیاز بسیاری از مواد بسته بندی پلیمری است. در اصطلاح حرفه ای، مانع بالا به نفوذپذیری بسیار کم در برابر مواد شیمیایی با وزن مولکولی کم، مانند گازها و ترکیبات آلی اشاره دارد.

مواد بسته بندی با مانع بالا می توانند به طور موثر عملکرد اصلی محصول را حفظ کرده و عمر آن را افزایش دهند.

مواد با مانع بالا متداول

در حال حاضر، مواد مانع رایج در مواد پلیمری عمدتاً شامل موارد زیر است:

1. پلی وینیلیدین کلراید (PVDC)

PVDC دارای خواص ممانعت کننده عالی در برابر اکسیژن و بخار آب است.

بلورینگی بالا، چگالی بالا و وجود گروه های آبگریز PVDC باعث می شود که نفوذپذیری اکسیژن و نفوذپذیری بخار آب آن بسیار کم باشد، که باعث می شود PVDC دارای خواص مانع گاز عالی باشد و بهتر می تواند ماندگاری اقلام بسته بندی شده را در مقایسه با مواد دیگر افزایش دهد. علاوه بر این، سازگاری چاپ خوبی دارد و به راحتی گرم می شود، بنابراین در زمینه بسته بندی مواد غذایی و دارویی کاربرد زیادی دارد.

2. کوپلیمر اتیلن وینیل الکل (EVOH)

EVOH یک کوپلیمر از اتیلن و وینیل الکل با خواص بازدارندگی بسیار خوب است. این به این دلیل است که زنجیره مولکولی EVOH حاوی گروه های هیدروکسیل است و پیوندهای هیدروژنی به راحتی بین گروه های هیدروکسیل روی زنجیره مولکولی تشکیل می شود که نیروی بین مولکولی را تقویت می کند و زنجیره های مولکولی را به هم نزدیک تر می کند و EVOH را کریستالی تر می کند و بنابراین دارای خواص مانع عالی است. . عملکرد با این حال، Coating Online دریافت که ساختار EVOH حاوی تعداد زیادی گروه هیدروکسیل آبدوست است که باعث می‌شود EVOH به راحتی رطوبت را جذب کند و در نتیجه عملکرد سد را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. علاوه بر این، انسجام زیاد و بلورینگی بالا در داخل و بین مولکول‌ها باعث می‌شود که عملکرد حرارتی آن ضعیف باشد.

3. پلی آمید (PA)

به طور کلی، نایلون دارای خواص مانع گاز خوب است، اما خاصیت سد بخار آب ضعیف و جذب آب قوی دارد. با افزایش جذب آب متورم می شود و باعث می شود که خواص سد کننده گاز و رطوبت به شدت کاهش یابد. قدرت و اندازه بسته بندی آن متفاوت است. ثبات نیز تحت تأثیر قرار خواهد گرفت.

علاوه بر این، نایلون دارای خواص مکانیکی عالی، قوی و مقاوم در برابر سایش، مقاومت خوب در برابر سرما و گرما، پایداری شیمیایی خوب، پردازش آسان و قابلیت چاپ خوب است، اما دارای آب بندی حرارتی ضعیفی است.

رزین PA دارای خواص مانع خاصی است، اما میزان جذب رطوبت بالای آن بر ویژگی های مانع آن تأثیر می گذارد، بنابراین به طور کلی نمی توان از آن به عنوان لایه بیرونی استفاده کرد.

4. پلی استر (PET، PEN)

متداول ترین و پرکاربردترین ماده مانع در بین پلی استرها PET است. PET دارای ساختار شیمیایی متقارن، مسطح بودن زنجیره مولکولی خوب، انباشته شدن زنجیره مولکولی محکم و جهت گیری آسان برای تبلور است. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که خاصیت بازدارندگی عالی داشته باشد.

در سال های اخیر، استفاده از PEN به سرعت در حال توسعه است که مقاومت خوبی در برابر هیدرولیز، مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش دارد. ساختار PEN مشابه PET است. تفاوت این است که زنجیره اصلی PET حاوی حلقه های بنزن است، در حالی که زنجیره اصلی PEN حاوی حلقه های نفتالین است.

از آنجایی که حلقه نفتالین اثر کونژوگاسیون بیشتری نسبت به حلقه بنزن دارد، زنجیره مولکولی سفت‌تر است و ساختار آن مسطح‌تر است، PEN خواص کلی بهتری نسبت به PET دارد. فناوری سدسازی مواد با مانع بالا به منظور بهبود خواص مانعی مواد مانع، معمولاً از ابزارهای فنی زیر استفاده می شود:

1. کامپوزیت چند لایه

لمینیت چند لایه به لمینیت دو یا چند فیلم با خواص بازدارنده متفاوت از طریق یک فرآیند خاص اشاره دارد. به این ترتیب مولکول های نفوذ کننده باید از چندین لایه غشا عبور کنند تا به داخل بسته بندی برسند که این امر مسیر نفوذ را تا حد زیادی طولانی می کند و در نتیجه عملکرد مانع را بهبود می بخشد. این روش مزایای غشاهای مختلف را برای تهیه یک فیلم کامپوزیت با عملکرد جامع عالی ترکیب می کند و فرآیند آن ساده است.

با این حال، در مقایسه با مواد ذاتی با مانع بالا، فیلم های تهیه شده با این روش ضخیم تر و مستعد مشکلاتی مانند حباب ها یا ترک خوردگی چین و چروک هایی هستند که بر ویژگی های مانع تأثیر می گذارد. تجهیزات مورد نیاز نسبتا پیچیده هستند و هزینه آن بالا است.

2. پوشش سطح

پوشش سطحی از رسوب فیزیکی بخار (PVD)، رسوب بخار شیمیایی (CVD)، رسوب لایه اتمی (ALD)، رسوب لایه مولکولی (MLD)، خودآرایی لایه به لایه (LBL) یا رسوب کندوپاش مگنترون در پلیمریزاسیون استفاده می کند. موادی مانند اکسیدهای فلزی یا نیتریدها بر روی سطح جسم رسوب می‌کنند تا یک پوشش متراکم با خواص بازدارندگی عالی روی سطح فیلم ایجاد کنند. با این حال، این روش ها دارای مشکلاتی مانند فرآیند زمان بر، تجهیزات گران قیمت و فرآیند پیچیده هستند و ممکن است پوشش در حین سرویس ایراداتی مانند سوراخ و ترک ایجاد کند.

3. نانوکامپوزیت ها

نانوکامپوزیت‌ها نانوکامپوزیت‌هایی هستند که به روش کامپوزیت intercalation، روش پلیمریزاسیون درجا یا روش سل-ژل با استفاده از نانوذرات ورقه‌مانند غیرقابل نفوذ با نسبت ابعاد بزرگ تهیه می‌شوند. افزودن نانوذرات پوسته‌دار نه تنها می‌تواند کسر حجمی ماتریس پلیمری را در سیستم کاهش دهد تا حلالیت مولکول‌های نفوذی را کاهش دهد، بلکه مسیر نفوذ مولکول‌های نفوذی را گسترش دهد، سرعت انتشار مولکول‌های نفوذی را کاهش دهد و خواص مانع را بهبود بخشد. .

4. اصلاح سطح

از آنجایی که سطح پلیمر اغلب با محیط خارجی در تماس است، به راحتی می توان بر جذب سطحی، خواص مانع و چاپ پلیمر تأثیر گذاشت.

برای اینکه پلیمرها در زندگی روزمره بهتر مورد استفاده قرار گیرند، معمولاً سطح پلیمرها را تصفیه می کنند. عمدتا شامل: درمان شیمیایی سطح، اصلاح پیوند سطحی و درمان سطح پلاسما است.

الزامات فنی این نوع روش به راحتی برآورده می شود، تجهیزات نسبتاً ساده است و هزینه سرمایه گذاری یک بار کم است، اما نمی تواند به اثرات پایدار طولانی مدت دست یابد. هنگامی که سطح آسیب می بیند، عملکرد مانع به طور جدی تحت تأثیر قرار می گیرد.

5. کشش دو طرفه

از طریق کشش دو محوره، فیلم پلیمری را می توان در هر دو جهت طولی و عرضی جهت داد، به طوری که ترتیب آرایش زنجیره مولکولی بهبود یافته و انباشته شدن محکم تر می شود، و عبور مولکول های کوچک را دشوارتر می کند، در نتیجه خواص مانع را بهبود می بخشد. . این روش باعث می شود فیلم فرآیند تهیه فیلم های پلیمری معمولی با مانع بالا پیچیده است و بهبود قابل توجه خواص مانع دشوار است.

کاربرد مواد با مانع بالا:

فیلم های با مانع بالا در واقع برای مدت طولانی در زندگی روزمره ظاهر شده اند. مواد با مانع بالا پلیمری فعلی عمدتاً در بسته‌بندی مواد غذایی و دارو، بسته‌بندی دستگاه‌های الکترونیکی، بسته‌بندی سلول‌های خورشیدی و بسته‌بندی OLED استفاده می‌شوند.

بسته بندی مواد غذایی و دارویی:

فیلم مانع بالا با اکسترود هفت لایه EVOH

بسته بندی مواد غذایی و دارویی در حال حاضر بیشترین استفاده را برای مواد با مانع بالا دارند. هدف اصلی این است که از ورود اکسیژن و بخار آب موجود در هوا به داخل بسته بندی و خراب شدن مواد غذایی و داروها جلوگیری شود و در نتیجه ماندگاری آنها را تا حد زیادی کاهش دهد.

به گزارش Coating Online، الزامات مانع برای بسته بندی مواد غذایی و دارویی معمولاً زیاد نیست. نرخ انتقال بخار آب (WVTR) و نرخ انتقال اکسیژن (OTR) مواد مانع باید به ترتیب کمتر از 10 گرم در متر مربع در روز و 10 گرم در متر مربع در روز باشد. 100cm3/m2/day.

بسته بندی دستگاه های الکترونیکی:

با توسعه سریع اطلاعات الکترونیکی مدرن، مردم نیازمندی های بالاتری را برای قطعات الکترونیکی مطرح کرده اند و به سمت قابلیت حمل و چندکاره شدن پیش می روند. این امر الزامات بیشتری را برای مواد بسته بندی دستگاه های الکترونیکی ایجاد می کند. آنها باید عایق خوبی داشته باشند، آنها را در برابر خوردگی توسط اکسیژن خارجی و بخار آب محافظت کنند و دارای استحکام خاصی باشند که مستلزم استفاده از مواد سد کننده پلیمری است.

به طور کلی، ویژگی های مانع مواد بسته بندی مورد نیاز برای دستگاه های الکترونیکی این است که نرخ انتقال بخار آب (WVTR) و نرخ انتقال اکسیژن (OTR) باید به ترتیب کمتر از 10-1 گرم بر متر مربع در روز و 1 سانتی متر مکعب بر متر مربع در روز باشد.

بسته بندی سلول خورشیدی:

از آنجایی که انرژی خورشیدی در تمام طول سال در معرض هوا قرار می گیرد، اکسیژن و بخار آب موجود در هوا به راحتی می تواند لایه متالیز شده خارج از سلول خورشیدی را خورده و به طور جدی استفاده از سلول خورشیدی را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین لازم است اجزای سلول خورشیدی با مواد با مانع بالا محصور شوند که نه تنها عمر مفید سلول های خورشیدی را تضمین می کند، بلکه مقاومت سلول ها را نیز افزایش می دهد.

به گزارش Coating Online، ویژگی‌های بازدارنده سلول‌های خورشیدی برای مواد بسته‌بندی این است که ضریب انتقال بخار آب (WVTR) و عبور اکسیژن (OTR) باید به ترتیب کمتر از 10-2 گرم در متر مربع در روز و 1-10 سانتی متر مکعب بر متر مربع در روز باشد. .

بسته OLED:

OLED وظیفه مهم نسل بعدی نمایشگرها را از مراحل اولیه توسعه خود به عهده گرفته است، اما طول عمر کوتاه آن همیشه یک مشکل بزرگ بوده است که کاربرد تجاری آن را محدود کرده است. دلیل اصلی که بر عمر مفید OLED تأثیر می گذارد این است که مواد الکترود و مواد شب تاب برای اکسیژن، آب و ناخالصی ها مضر هستند. همه آنها بسیار حساس هستند و می توانند به راحتی آلوده شوند، در نتیجه عملکرد دستگاه کاهش می یابد و در نتیجه کارایی نور کاهش می یابد و عمر مفید آن کاهش می یابد.

به منظور اطمینان از راندمان نورانی محصول و افزایش طول عمر آن، دستگاه باید هنگام بسته بندی از اکسیژن و آب جدا شود. برای اطمینان از اینکه طول عمر نمایشگر OLED منعطف بیشتر از 10000 ساعت است، میزان انتقال بخار آب (WVTR) و عبور اکسیژن (OTR) مواد مانع باید کمتر از 10-6 گرم در متر مربع در روز و 10- باشد. 5cm3/ به ترتیب. متر مربع در روز، استانداردهای آن بسیار بالاتر از الزامات عملکرد مانع در زمینه های فتوولتائیک آلی، بسته بندی سلول های خورشیدی، مواد غذایی، دارو و فناوری بسته بندی دستگاه های الکترونیکی است. بنابراین برای بسته بندی دستگاه ها باید از مواد بستر منعطف با خواص بازدار عالی استفاده شود. ، به منظور برآورده کردن الزامات دقیق عمر محصول.