Hvordan opnår højbarrieraluminiseret kæledyrsfilm fremragende barriereegenskaber og multifunktionelle applikationer?

1. Analyse af strukturen og barrierermekanismen for Høj barriere metalliseret kæledyrsfilm

Inden for moderne emballagematerialer skiller høje barriere -metalliseret kæledyrsfilm sig ud med sin fremragende ydelse og er blevet det foretrukne materiale for mange brancher. For dybt at forstå, hvorfor det kan opnå fremragende barriereegenskaber og multifunktionelle applikationer, skal vi først udforske dens unikke struktur og barriere -mekanisme.

Kæledyr (polyethylen terephthalat) film selv har visse barriereegenskaber. Dens molekylære kædestruktur er regelmæssig og tæt arrangeret, hvilket kan blokere penetrationen af ​​gas og fugt til en vis grad. For at imødekomme højere barrierebehov anvendes aluminiseringsprocessen imidlertid til PET -film, hvilket danner en høj barrierealuminiseret PET -film.

Aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere består normalt af en flerlagsstruktur. Det mest basale er Pet Base -laget, der giver gode mekaniske egenskaber og behandlingsegenskaber for hele filmen. Tykkelsen af ​​kæledyrsbaselaget er generelt mellem 12 og 50 mikron, og forskellige tykkelser er egnede til forskellige påføringsscenarier. For eksempel inden for fødevareemballage kan et tyndere kæledyrsbaselag (12-25 mikron) både sikre en vis styrke og reducere omkostningerne; Mens i en eller anden industriel emballage med højere krav til mekanisk styrke, vil der blive brugt et tykkere kæledyrsbaselag (25-50 mikron).

Oven på kæledyrsbaselaget er aluminiumsbelægningen. Aluminiumsbelægningen er en vigtig del af at opnå høje barriereegenskaber. Dens tykkelse er ekstremt tynd, normalt mellem 30 og 100 nanometer. Aluminiumsbelægningsprocessen bruger generelt vakuumfordampning. I et højt vakuummiljø opvarmes aluminiumstråden til en fordampet tilstand, og aluminiumdampen afsættes på overfladen af ​​PET -filmen for at danne et kontinuerligt og tæt metalaluminiumslag. Denne aluminiumsbelægning er som en fast barriere, der effektivt kan blokere penetrationen af ​​gasser og væsker såsom ilt og vanddamp. Aluminiumatomer er tæt arrangeret med næsten ingen porer, hvilket gør det vanskeligt for gasmolekyler og vandmolekyler at passere.

For at beskytte aluminiumsbelægningen og forhindre, at den bliver beskadiget under efterfølgende behandling og anvendelse, påføres et beskyttelseslag normalt på toppen af ​​aluminiumsbelægningen. Det beskyttende lag er generelt sammensat af gennemsigtige polymermaterialer, såsom akrylharpiks, polyesterharpiks osv., Og dets tykkelse er mellem 0,5 og 2 mikron. Dette beskyttende lag kan ikke kun forhindre, at aluminiumsbelægningen bliver ridset og slidt, men også forbedre filmens kemiske stabilitet og forbedre dens vejrbestandighed.

Fra perspektivet af barriere -mekanismen opnår høj barriere metalliseret kæledyrsfilm hovedsageligt høj barriereydelse gennem fysisk barriere og kemisk handling. Med hensyn til fysisk barriere øger tilstedeværelsen af ​​det aluminerede lag i høj grad sti -længden for gas- og flydende molekyler for at trænge igennem. Når gas- eller flydende molekyler prøver at passere gennem filmen, er de nødt til at omgå de utallige aluminiumatomer i det aluminerede lag, hvilket gør penetrationsprocessen ekstremt vanskelig. På grund af tætheden af ​​det aluminiserede lag kan gas- og flydende molekyler næppe passere direkte og kun kan trænge igennem defekter i det aluminerede lag (såsom pinholes, revner osv.). I den faktiske produktion, ved strengt at kontrollere den aluminerede proces, kan antallet og størrelsen af ​​disse defekter kontrolleres inden for et meget lille interval og derved forbedre barriereydelsen yderligere.

Med hensyn til kemisk reaktion er aluminium et aktivt metal. Når det kommer i kontakt med ilt, dannes et meget tyndt lag af aluminiumoxid (Al2O3) film hurtigt på overfladen. Denne aluminiumoxidfilm har god kemisk stabilitet og barriereegenskaber, som yderligere kan forhindre penetration af ilt. På samme tid, for nogle ætsende gasser eller væsker, kan aluminiumoxidfilmen også spille en bestemt beskyttende rolle og beskytte aluminiumsbelægningen mod korrosion og derved opretholde filmens barriereegenskaber.

Derudover bidrager molekylstrukturen af ​​PET -basislaget også til barriereegenskaberne. Estergruppen (-coo-) i PET-molekylkæden er polær og kan interagere med nogle polære molekyler (såsom vandmolekyler) for at hindre diffusionen af ​​vandmolekyler. Derudover gør van der Waals kraft og hydrogenbinding mellem PET -molekylkæderne molekylkæderne mere arrangeret, hvilket yderligere reducerer permeationshastigheden for gas og flydende molekyler.

Det flerlags strukturdesign og unik barriere mekanisme for høj barriere metalliseret kæledyrsfilm giver den mulighed for at spille en vigtig rolle på mange områder. Uanset om det er mademballage, farmaceutisk emballage eller elektronik, daglige kemikalier og andre industrier, drager de alle fordel af de fremragende barriereegenskaber ved dette materiale, hvilket giver pålidelig beskyttelse til opbevaring og transport af produkter.

2. Nøgleprestationsindikatorer: vand- og iltbarriere, mekanisk styrke og vejrbestandighed

Årsagen til, at høj-barriere-metalliseret kæledyrsfilm er så populær på markedet, er tæt knyttet til dets fremragende nøgleprestationsindikatorer, blandt hvilke vand- og iltbarriereegenskaber, mekanisk styrke og vejrbestandighed er især vigtige. Disse præstationsindikatorer bestemmer direkte anvendeligheden og pålideligheden af ​​filmen i forskellige applikationsscenarier.

• Vand- og iltbarriere er en af ​​kerneegenskaberne i aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere. Inden for fødevareemballage vil tilstedeværelsen af ​​ilt medføre, at olien i maden oxideres og bliver harsk, hvilket får maden til at producere lugt og forringes, forkortning af fødevarens holdbarhed; mens penetrationen af ​​vanddamp vil gøre fødevarer fugtigt, påvirker dens smag og kvalitet. Til farmaceutisk emballage kan indtrængen af ​​ilt og fugt udløse kemiske reaktioner i medicinen, hvilket får medicinen til at mislykkes eller endda producere skadelige stoffer. Aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere kan effektivt blokere penetrationen af ​​ilt- og vanddamp på grund af dens specielle struktur. Densiteten af ​​det aluminiserede lag gør det vanskeligt for ilt- og vanddamp at passere direkte. Dens barriereydelse for ilt kan normalt nå 0,1 - 1,0 cm³/(m² ・ 24H ・ 1MPa), og dens barriereydelse for vanddamp kan nå 0,1 - 1,5 g/m² ・ 24H). Denne fremragende vand- og iltbarriereydelse kan give god beskyttelse af produkterne i pakken, udvide produktets holdbarhed og opretholde produkternes kvalitet og sikkerhed.
• Mekanisk styrke er også en vigtig indikator for måling af ydelsen af ​​aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere. Under produktionen, behandlingen og brugen af ​​filmen skal den modstå forskellige eksterne kræfter, såsom strækning, ekstrudering og friktion. Hvis filmens mekaniske styrke er utilstrækkelig, er det let at bryde, rive og andre problemer, hvilket påvirker emballageeffekten og produktkvaliteten. Pet Base giver et godt mekanisk ydelsesfundament til filmen, der har høj trækstyrke og forlængelse ved pause. Generelt kan trækstyrken for aluminiseret PET-film med høj barriere nå 100-250 MPa, og forlængelsen ved pause er mellem 100-300%. Den højere trækstyrke gør filmen mindre tilbøjelig til at bryde under strækningsprocessen og kan opfylde kravene i forskellige emballageprocesser; Mens den større forlængelse ved pausen sikrer, at filmen har en vis fleksibilitet, når den strækkes af eksterne kræfter og ikke er tilbøjelig til sprød revne. Derudover er filmens punkteringsmodstand også meget kritisk, især når man emballerer nogle skarpe genstande. God punkteringsmodstand kan forhindre, at filmen bliver punkteret og undgå produktlækage eller forurening. Gennem rimelig strukturel design og materialevalg kan aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere have god punkteringsmodstand til at imødekomme emballagebehovene hos forskellige produkter.
• Vejrmodstand henviser til evnen hos aluminiseret kæledyrsfilm med høj barrierer til at opretholde stabil ydeevne under forskellige klimatiske forhold, såsom temperaturændringer, lys, fugtighed og andre miljøfaktorer. I faktiske anvendelser kan filmen have forskellige miljøforhold, såsom høj temperatur, lav temperatur, fugtighed og direkte sollys. Hvis filmen har dårlig vejrbestandighed, kan den blødgøre og deformere i et miljø med høj temperatur, der påvirker forseglingen af ​​pakken; Det kan blive sprødt og knæk i et miljø med lav temperatur; og det aluminerede lag kan oxidere og falde af efter langvarig eksponering for sollys, hvilket resulterer i et fald i barriereydelsen. For at forbedre filmens vejrmodstand, ud over at vælge kæledyrsmaterialer og aluminerede processer med god vejrbestandighed, tilføjes nogle specielle tilsætningsstoffer såsom UV -absorbere og antioxidanter til det beskyttende lag. UV -absorbere kan absorbere ultraviolette stråler for at forhindre dem i at beskadige filmen; Antioxidanter kan hæmme oxidationen af ​​det aluminerede lag og forlænge filmens levetid. Den optimerede aluminiserede kæledyrsfilm med høj barriere kan opretholde en god ydelse i temperaturområdet -40 ℃ til 80 ℃ og kan stadig opretholde sin barriereydelse og mekanisk styrkestabilitet under langvarige lys og fugtige miljøer.

De tre nøglepræstationsindikatorer for vand og iltbarriere, mekanisk styrke og vejrbestandighed hænger sammen og gensidigt indflydelsesrige og bestemmer sammen den omfattende ydelse af aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere. I forskellige applikationsfelter er kravene til disse tre præstationsindikatorer i henhold til egenskaberne ved produktet og brugsmiljøet også forskellige. Kun ved fuldt ud at forstå og mestre disse nøgleprestationsindikatorer kan vi bedre spille fordelene ved aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere og imødekomme markedets stadig mere diversificerede efterspørgsel efter emballeringsmaterialer.

3. Effekt af aluminiumsbelægningsproces på barriereegenskaber for kæledyrsfilm

Aluminiumsbelægningsproces er en af ​​de vigtigste faktorer, der bestemmer barriereegenskaberne for høj-barriere aluminiumsbelagt kæledyrsfilm. Forskellige aluminiumsbelægningsprocesparametre og metoder vil have en betydelig indflydelse på filmens struktur og egenskaber. Dybdegående forskning i forholdet mellem aluminiumsbelægningsproces og barriereegenskaber er af stor betydning for at forbedre filmkvaliteten og imødekomme markedets efterspørgsel.

På nuværende tidspunkt er den mest almindeligt anvendte proces til aluminiumsbelægning af kæledyrsfilm vakuumfordampning. Under vakuumfordampningsprocessen er der flere nøgleparametre, der vil påvirke kvaliteten af ​​aluminiumsbelægningslaget og filmens barriereegenskaber, herunder vakuumgrad, fordampningstemperatur, aluminiumsbelægningshastighed, filmkørsel hastighed osv.

• Vakuumgrad er en af ​​de vigtige faktorer, der påvirker kvaliteten af ​​aluminiumsbelægning. Under vakuumfordampningsprocessen skal trykket i belægningskammeret reduceres til et ekstremt lavt niveau, og vakuumgraden er generelt påkrævet for at nå 10⁻³ - 10⁻⁴ Pa. I et så højt vakuummiljø er den gennemsnitlige frie sti for aluminiumdampmolekyler længere, og de kan bevæge sig mere frit og deponere på overfladen på pet -filmen for at udgøre en ensartet og tæt aluminum, der er længere. If the vacuum degree is insufficient, the gas molecules remaining in the coating chamber will collide with the aluminum vapor molecules, hindering the movement of the aluminum vapor molecules, resulting in uneven distribution of the aluminum vapor molecules during the deposition process, and defects such as pinholes and cracks will appear in the aluminum coating layer, thereby Reduktion af filmens barriereegenskaber. Undersøgelser har vist, at når vakuumgraden stiger fra 10⁻³ Pa til 10 ² PA, vil antallet af pinholes i aluminiumsbelægningslaget stige markant, og filmens barriereegenskaber for ilt vil falde med ca. 30%.
• Fordampningstemperaturen påvirker fordampningshastigheden for aluminium og energien fra dampmolekyler. Smeltetpunktet for aluminium er 660 ° C. Under vakuumfordampningsprocessen kontrolleres temperaturen på fordampningskilden normalt ved 1200-1400 ° C. Når fordampningstemperaturen er for lav, er fordampningshastigheden for aluminium langsom, og mængden af ​​aluminiumsdamp fordampet pr. Enhedstid er utilstrækkelig, hvilket gør det vanskeligt at danne et kontinuerligt og tæt aluminiumsbelægningslag; Mens hvis fordampningstemperaturen er for høj, vil energien i aluminiumdampmolekylerne være for høj, og når den deponeres på overfladen af ​​kæledyrsfilmen, kan den skade filmen og påvirke filmens ydeevne. Derudover vil for høj fordampningstemperatur også øge energiforbruget og produktionsomkostningerne. Den passende fordampningstemperatur kan sikre, at aluminiumdamp afsættes på overfladen af ​​kæledyrsfilmen med en passende hastighed og energi til at danne et ensartet og tæt aluminiumsbelægningslag og derved forbedre filmens barriereegenskaber.
• Kampen mellem aluminiseringshastigheden og filmen, der kører hastighed, er også afgørende. Aluminiseringshastigheden henviser til massen af ​​aluminium, der er afsat på overfladen af ​​kæledyrsfilmen pr. Enhedstid, og filmen, der kører hastighed, henviser til den hastighed, hvormed kæledyrsfilmen bevæger sig i belægningskammeret. Hvis aluminaliseringshastigheden er for hurtig, og filmen, der driver hastighed, er for langsom, vil aluminiumdamp akkumuleres overdrevent på overfladen af ​​filmen, hvilket danner et tykt og ujævnt aluminiserende lag, og endda aluminiumslagskalning kan forekomme; Omvendt, hvis aluminaliseringshastigheden er for langsom, og filmen, der kører hastighed, er for hurtig, vil aluminiseringslaget være for tyndt og ikke i stand til at danne en effektiv barriere, og filmens barriereudførelse reduceres markant. Derfor er det nødvendigt at nøjagtigt justere aluminiseringshastigheden og filmen, der kører hastighed i henhold til det specifikke produktionsudstyr og procesbehov for at opnå den bedste matchende tilstand for at opnå den ideelle tykkelse og kvalitet af det aluminerende lag.

Foruden vakuum fordampningsprocesparametre vil ydelsen og strukturen af ​​aluminiumsbelægningsudstyret også påvirke aluminiumsbelægningseffekten. For eksempel vil typen og design af fordampningskilden påvirke ensartethed og stabilitet ved aluminiumsfordampning; Formen og størrelsen af ​​belægningskammeret vil påvirke fordelingen af ​​vakuum og diffusionen af ​​aluminiumsdamp; Nøjagtigheden og stabiliteten af ​​filmoverførselssystemet vil påvirke spændingen og driftstilstanden for filmen under aluminiumsbelægningsprocessen. Avanceret aluminiumsbelægningsudstyr kan bedre kontrollere parametre for aluminiumsbelægningsprocesser, sikre stabiliteten og konsistensen af ​​aluminiumsbelægningsprocessen og således producere aluminiumsbelagte kæledyrsfilm med høj kvalitet med højere kvalitet og bedre barriereegenskaber.

Aluminiseringsprocessen har en afgørende indflydelse på barriereegenskaberne for kæledyrsfilm. Ved at optimere vakuumfordampningsprocesparametre, vælge passende aluminiseringsudstyr og nøjagtigt kontrollere hvert link i aluminiseringsprocessen kan kvaliteten af ​​aluminiseringslaget forbedres effektivt, barrieregenskaberne i filmen kan forbedres, og behovene i forskellige industrier til højbarrier aluminiseret kæledyrsfilm kan imødekommes.

4. Applikationsfelter og fremtidige udviklingstendenser med høje barriere metalliserede kæledyrsfilm

Aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere er blevet brugt i mange områder på grund af dets fremragende barriereegenskaber, god mekanisk styrke og fremragende vejrbestandighed. Med den kontinuerlige udvikling af videnskab og teknologi og ændringer i markedets efterspørgsel har dens fremtidige udviklingstrend også tiltrukket meget opmærksomhed.

• Inden for fødevareemballage er aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere den mest anvendte. Det kan effektivt blokere ilt, vanddamp og lys, forhindre mad i oxidation, fugt og forringelse og forlænge fødevarens holdbarhed. F.eks. Kan du i emballagen af ​​puffede fødevarer såsom kartoffelchips og kiks, aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere opretholde den sprøde smag af mad og forhindre olieoxidation og harskning; I emballagen af ​​kogt mad som kød og fisk kan det blokere ilt, hæmme bakterievækst og sikre friskheden og sikkerheden ved mad. Derudover har aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere også god udskrivningsevne og kan bruges til at producere udsøgte emballagemønstre gennem farveudskrivning for at tiltrække forbrugernes opmærksomhed og forbedre produkternes konkurrenceevne.
• Farmaceutisk emballage har ekstremt høje krav til materialesikkerhed og barriereegenskaber, og aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere opfylder bare disse krav. Det kan forhindre medicin i at kontakte med ilt, fugt, lys osv. I det ydre miljø og undgå kemiske reaktioner, der får lægemidler til at blive ineffektive. I blisteremballagen af ​​tabletter, kapsler og andre lægemidler bruges aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere i kombination med aluminiumsfolie, PVC og andre materialer til dannelse af en flerlags emballagestruktur, hvilket giver allround-beskyttelse af lægemidler. På samme tid kan dens gode tætning effektivt forhindre, at lægemidler er forurenet under transport og opbevaring, hvilket sikrer sikkerheden for patienternes medicin.
• I elektronikindustrien bruges aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere hovedsageligt til fugtbesættet og antioxidationsmballage af lithiumbatterier og elektroniske produkter. Under produktionen og brugen af ​​lithiumbatterier er de meget følsomme over for miljømæssig fugtighed og iltindhold. Aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere kan effektivt blokere indtrængen af ​​fugt og ilt, forhindre kortslutninger eller kemiske reaktioner inde i lithiumbatterier og forbedre sikkerheden og levetiden for lithiumbatterier. For nogle præcisions elektroniske komponenter, såsom integrerede kredsløb og sensorer, kan aluminiseret kæledyrsfilm med høj barrier bruges som en fugtighedsikker og antioxidationsmateriale til at beskytte elektroniske komponenter mod miljøfaktorer under transport og opbevaring, hvilket sikrer deres stabile ydelse.
• Aluminiseret dyrefilm med høj barriere bruges i stigende grad til emballage af daglige kemiske produkter. Parfume, shampoo, kosmetik og andre daglige kemiske produkter er tilbøjelige til flygtigisering og forringelse. Aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere kan effektivt forhindre, at de aktive ingredienser i produkterne flygtigt og oxideres, når de er i kontakt med luft, og således opretholder produkternes kvalitet og aroma. Derudover hjælper dets smukke udseende og gode udskrivningseffekt også med at forbedre brandbilledet af daglige kemiske produkter.

Udviklingstrenden for højbarrieret metalliseret kæledyrsfilm afspejles hovedsageligt i følgende aspekter. Med den kontinuerlige forbedring af miljøbevidstheden vil udviklingen af ​​grøn og miljøvenlig aluminiseret kæledyrsfilm med høj barrier blive en vigtig retning. På den ene side forskning på nedbrydelige kæledyrsmaterialer for at reducere forurening til miljøet; På den anden side skal du optimere aluminiseringsprocessen for at reducere energiforbrug og affaldsemissioner i produktionsprocessen. For det andet, for at imødekomme markedets efterspørgsel efter multifunktionelle emballagematerialer, vil høj-barriere aluminiseret kæledyrsfilm udvikle sig i retning af multifunktionel komposit. For eksempel påføres sammensat med antibakterielle materialer for at give filmen antibakterielle egenskaber, der anvendes til fødevare- og lægemiddelemballage, hvilket yderligere forlænger produktets holdbarhed; Komposit med smarte materialer for at give filmen Sensing -funktioner såsom temperatur og fugtighed og overvåge miljøstatus inde i pakken i realtid. Med den kontinuerlige udvikling af nanoteknologi vil nano-coating-teknologi endvidere blive anvendt til produktionen af ​​aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere. Ved at overtrække nano-niveau barrierematerialer på filmenes overflade kan filmens barriereegenskaber forbedres yderligere, samtidig med at man reducerer filmens tykkelse, reducerer mængden af ​​anvendte materialer og reducerer omkostningerne.

Aluminiseret kæledyrsfilm med høj barriere har spillet en vigtig rolle på mange områder i øjeblikket og har brede udviklingsmuligheder i fremtiden. Gennem kontinuerlig innovation og teknologisk fremgang vil det imødekomme behovene i flere felter og bringe mere komfort og værdi til folks liv og industriel produktion.