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高阻隔膜材料的阻隔技術有哪些?

2021-09-21由 安可新材料 發表于 科技

高阻隔膜材料因優異的阻隔效能在食品、藥品、工業等產品包裝領域具有廣泛的應用。為了提高阻隔材料的阻隔效能,目前採用的技術手段主要有以下幾種:

1、多層複合

多層複合是指透過複合工藝將兩種或幾種阻隔效能不同的薄膜貼合到一起。延長了滲透路徑,從而使阻隔效能得到提高、該方法工藝簡單,但出現氣泡或開裂褶皺等影響阻隔效能的問題,且對裝置要求相對複雜,成本較高。

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2、表面塗覆

表面塗覆即利用物理氣象沉積、化學氣相沉積、原子層沉積、分子層沉積、層層自組裝或磁控濺射沉積等技術在基材表面沉積金屬、金屬氧化物或氮化物等材料,從而在薄膜表面形成緻密且阻隔效能優異的金屬層,這些方法對裝置和工藝要求高,且塗層過程中有可能產生針孔、裂紋等缺陷。

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3、表面改性

採用對膜聚合物表面進行改性的方法,主要包括:表面化學處理、表面接枝改性以及等離子體表面處理,使其表面上分子鏈產生交聯等,從而使製品的阻隔效能得到提高。這類方法技術條件要求容易滿足,裝置較簡單,一次性投資成本低,但達不到長期穩定的效果,一旦表面受到破壞,阻隔效能會受到嚴重影響。

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4、奈米複合材料

奈米複合材料是利用不可滲透且具有大的長涇比的片狀奈米粒子(如石墨烯、奈米粘土)透過插層複合發、原位聚合法或溶膠-凝膠法制備的奈米複合材料。片狀奈米粒子降低滲透分子的溶解度,且還能夠延長滲透分子的滲透路徑,降低滲透分子的擴散速率,使阻隔效能得到改進。然而,奈米粒子難以均勻分散和高度去向,且製備過程中易遷移,影響材料的光學效能和機械效能。

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5、雙向拉伸

透過雙向拉伸可使聚合物薄膜在縱橫兩個方向上進行取向,使分子鏈排列的有序度提高,堆砌更緊密,從而使小分子更難透過,進而改善阻隔效能,這種方法使本徵型高阻隔聚合物薄膜的製備工藝複雜化,且阻隔效能也難有得到顯著提高。 當前,在食品、藥品、化學品產品的強勁市場需求推動下,包裝膜材料持續快速發展,產品對膜材料的要求更高,要求開發高阻隔性、保鮮性、耐熱性、抗菌性等多功能性薄膜材料,其中高阻隔膜材料發展迅速。同時隨著資源越來越緊缺和人們環保意識增強,開發環境友好高阻隔膜材料也成為熱點。

高阻隔膜材料的阻隔技術有哪些?

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