Como o filme de estimação aluminizado de alta barreira obtém excelentes propriedades de barreira e aplicações multifuncionais?

1. Análise da estrutura e mecanismo de barreira de Filme de estimação metalizado de alta barreira

No campo dos materiais modernos de embalagem, o filme de estimação metalizado de alta barreira se destaca com seu excelente desempenho e se tornou o material preferido para muitas indústrias. Para entender profundamente por que ele pode alcançar excelentes propriedades de barreira e aplicações multifuncionais, devemos primeiro explorar sua estrutura única e mecanismo de barreira.

O próprio filme de PET (Polietileno Tereftalato) tem certas propriedades de barreira. Sua estrutura de cadeia molecular é regular e organizada de perto, o que pode bloquear a penetração de gás e umidade até certo ponto. No entanto, para atender aos requisitos mais altos de barreira, o processo de alumínio é aplicado ao filme para animais de estimação, formando assim um filme de estimação aluminizado de alta barreira.

O filme PET aluminizado de alta barreira geralmente consiste em uma estrutura de várias camadas. O mais básico é a camada de base de animais de estimação, que fornece boas propriedades mecânicas e propriedades de processamento para todo o filme. A espessura da camada de base de animais de estimação geralmente é entre 12 e 50 mícrons, e diferentes espessuras são adequadas para diferentes cenários de aplicação. Por exemplo, no campo da embalagem de alimentos, uma camada mais fina de base de animais (12-25 mícrons) pode garantir uma certa força e reduzir custos; Enquanto em algumas embalagens industriais com requisitos mais altos para resistência mecânica, será usada uma camada de base de animais mais espessa (25-50 mícrons).

No topo da camada de base de animais de estimação está o revestimento de alumínio. O revestimento de alumínio é uma parte essencial para obter propriedades de alta barreira. Sua espessura é extremamente fina, geralmente entre 30 e 100 nanômetros. O processo de revestimento de alumínio geralmente usa evaporação a vácuo. Em um ambiente de alto vácuo, o fio de alumínio é aquecido em um estado vaporizado e o vapor de alumínio é depositado na superfície do filme PET para formar uma camada de alumínio de metal contínua e densa. Este revestimento de alumínio é como uma barreira sólida que pode bloquear efetivamente a penetração de gases e líquidos, como oxigênio e vapor de água. Os átomos de alumínio são dispostos de perto com quase nenhum poros, dificultando a passagem de moléculas de gás e moléculas de água.

Para proteger o revestimento de alumínio e impedir que ela seja danificada durante o processamento e o uso subsequentes, uma camada protetora é geralmente aplicada na parte superior do revestimento de alumínio. A camada protetora é geralmente composta de materiais de polímeros transparentes, como resina acrílica, resina de poliéster, etc., e sua espessura está entre 0,5 e 2 mícrons. Essa camada protetora pode não apenas impedir que o revestimento de alumínio seja arranhado e desgastado, mas também melhorar a estabilidade química do filme e aumentar sua resistência climática.

Da perspectiva do mecanismo de barreira, o filme de PET metalizado de alta barreira atinge principalmente o alto desempenho de barreira através da barreira física e ação química. Em termos de barreira física, a presença da camada aluminizada aumenta muito o comprimento do caminho para moléculas de gás e líquido para penetrar. Quando as moléculas de gás ou líquido tentam passar pelo filme, elas precisam ignorar os inúmeros átomos de alumínio na camada aluminizada, o que torna o processo de penetração extremamente difícil. Além disso, devido à densidade da camada aluminizada, as moléculas de gás e líquido dificilmente podem passar diretamente e só podem penetrar através de defeitos na camada aluminizada (como furos, rachaduras etc.). Na produção real, controlando estritamente o processo aluminizado, o número e o tamanho desses defeitos podem ser controlados dentro de uma faixa muito pequena, melhorando ainda mais o desempenho da barreira.

Em termos de reação química, o alumínio é um metal ativo. Quando entra em contato com o oxigênio, uma camada muito fina de filme de óxido de alumínio (Al2O3) se formará rapidamente na superfície. Este filme de óxido de alumínio tem boa estabilidade química e propriedades de barreira, o que pode impedir ainda mais a penetração do oxigênio. Ao mesmo tempo, para alguns gases ou líquidos corrosivos, o filme de óxido de alumínio também pode desempenhar um certo papel protetor, protegendo o revestimento de alumínio da corrosão, mantendo assim as propriedades da barreira do filme.

Além disso, a estrutura molecular da camada de base de animais de estimação também contribui para as propriedades da barreira. O grupo éster (-COO-) na cadeia molecular de PET é polar e pode interagir com algumas moléculas polares (como moléculas de água) para impedir a difusão de moléculas de água. Além disso, a força de van der Waals e a ligação de hidrogênio entre as cadeias moleculares para PET tornam as cadeias moleculares mais de perto, reduzindo ainda mais a taxa de permeação de moléculas de gás e líquido.

O design da estrutura de várias camadas e o mecanismo de barreira exclusivo do filme de Pet Metallized High Barreer Permite que ele desempenhe um papel importante em muitos campos. Seja embalagem de alimentos, embalagens farmacêuticas ou eletrônicos, produtos químicos diários e outras indústrias, todos se beneficiam das excelentes propriedades de barreira desse material, fornecendo proteção confiável para o armazenamento e transporte de produtos.

2. Indicadores de desempenho -chave: barreira de água e oxigênio, força mecânica e resistência ao clima

A razão pela qual o filme de PET metalizado de alta barreira é tão popular no mercado está intimamente relacionado aos seus principais indicadores de desempenho importantes, entre os quais as propriedades da barreira de água e oxigênio, força mecânica e resistência climática são particularmente importantes. Esses indicadores de desempenho determinam diretamente a aplicabilidade e a confiabilidade do filme em diferentes cenários de aplicação.

• A barreira de água e oxigênio é uma das propriedades centrais do filme de estimação aluminizado de alta barreira. No campo da embalagem de alimentos, a presença de oxigênio fará com que o óleo nos alimentos oxide e se torne rançoso, fazendo com que os alimentos produza odor e deteriorem -se, diminuindo a vida útil da comida; Enquanto a penetração do vapor de água deixa a comida úmida, afetando seu sabor e qualidade. Para embalagens farmacêuticas, a intrusão de oxigênio e umidade pode desencadear reações químicas no medicamento, fazendo com que o medicamento falhe ou até produza substâncias nocivas. O filme PET aluminado de alta barreira pode bloquear efetivamente a penetração de oxigênio e vapor de água devido à sua estrutura especial. A densidade da camada aluminizada dificulta a passagem diretamente de oxigênio e vapor de água. Seu desempenho de barreira para oxigênio geralmente pode atingir 0,1 - 1,0 cm³/(m² ・ 24h ・ 1mpa), e seu desempenho de barreira para vapor de água pode atingir 0,1 - 1,5 g/(m² ・ 24h). Esse excelente desempenho de barreira de água e oxigênio pode fornecer boa proteção para os produtos da embalagem, prolongar o prazo de validade dos produtos e manter a qualidade e a segurança dos produtos.
• A resistência mecânica também é um indicador importante para medir o desempenho do filme de PET aluminizado de alta barreira. Durante a produção, processamento e uso do filme, ele precisa suportar várias forças externas, como alongamento, extrusão e atrito. Se a resistência mecânica do filme for insuficiente, é fácil quebrar, rasgar e outros problemas, afetando assim o efeito de embalagem e a qualidade do produto. A base de animais de estimação fornece uma boa base de desempenho mecânico para o filme, que possui alta resistência à tração e alongamento no intervalo. De um modo geral, a resistência à tração do filme de PET aluminizado de alta barreira pode atingir 100-250 MPa, e o alongamento no intervalo está entre 100-300%. A força de tração mais alta torna o filme menos provável de quebrar durante o processo de alongamento e pode atender aos requisitos de vários processos de embalagem; Enquanto o maior alongamento no intervalo garante que o filme tenha uma certa flexibilidade quando esticada por forças externas e não seja propenso a rachaduras quebradiças. Além disso, a resistência à punção do filme também é muito crítica, especialmente ao embalar alguns objetos nítidos. A boa resistência à punção pode impedir que o filme seja perfurado e evitar vazamentos ou contaminação do produto. Através do projeto estrutural razoável e da seleção de materiais, o filme de estimação aluminizado de alta barreira pode ter uma boa resistência à punção para atender às necessidades de embalagem de diferentes produtos.
• A resistência climática refere-se à capacidade do filme de estimação aluminizado de alta barreira de manter um desempenho estável sob várias condições climáticas, como mudanças de temperatura, luz, umidade e outros fatores ambientais. Em aplicações reais, o filme pode enfrentar diferentes condições ambientais, como alta temperatura, baixa temperatura, umidade e luz solar direta. Se o filme tiver baixa resistência ao clima, pode suavizar e se deformar em um ambiente de alta temperatura, afetando a vedação do pacote; Pode se tornar quebradiço e rachadura em um ambiente de baixa temperatura; e a camada aluminizada pode oxidar e cair após a exposição a longo prazo à luz solar, resultando em uma diminuição no desempenho da barreira. Para melhorar a resistência climática do filme, além de selecionar materiais para animais de estimação e processos aluminizados com boa resistência ao clima, alguns aditivos especiais, como absorvedores de UV e antioxidantes, serão adicionados à camada protetora. Os absorvedores de UV podem absorver os raios ultravioleta para impedir que eles danifiquem o filme; Os antioxidantes podem inibir a oxidação da camada aluminizada e prolongar a vida útil do filme. O filme de PET aluminizado otimizado de alta barreira pode manter um bom desempenho na faixa de temperatura de -40 ℃ a 80 ℃ e ainda pode manter seu desempenho de barreira e estabilidade de resistência mecânica em ambientes leves e úmidos de longo prazo.

Os três principais indicadores de desempenho da barreira de água e oxigênio, força mecânica e resistência climática são inter -relacionados e mutuamente influentes e determinam em conjunto o desempenho abrangente de um filme de PET aluminizado de alta barreira. Em diferentes campos de aplicação, de acordo com as características do produto e o ambiente de uso, os requisitos para esses três indicadores de desempenho também são diferentes. Somente compreendendo e domina completamente esses indicadores de desempenho importantes, podemos jogar melhor as vantagens do filme de estimação aluminizado de alta barreira e atender à demanda cada vez mais diversificada do mercado por materiais de embalagem.

3. Efeito do processo de revestimento de alumínio nas propriedades da barreira do filme de estimação

O processo de revestimento de alumínio é um dos principais fatores que determinam as propriedades da barreira do filme PET de alta barreira. Diferentes parâmetros e métodos do processo de revestimento de alumínio terão um impacto significativo na estrutura e nas propriedades do filme. Pesquisas aprofundadas sobre a relação entre o processo de revestimento de alumínio e as propriedades da barreira são de grande importância para melhorar a qualidade do filme e atender à demanda do mercado.

Atualmente, o processo mais usado para revestimento de alumínio do filme PET é a evaporação de vácuo. Durante o processo de evaporação a vácuo, existem vários parâmetros -chave que afetarão a qualidade da camada de revestimento de alumínio e as propriedades da barreira do filme, incluindo grau de vácuo, temperatura de evaporação, taxa de revestimento de alumínio, velocidade de execução do filme, etc.

• O grau de vácuo é um dos fatores importantes que afetam a qualidade do revestimento de alumínio. Durante o processo de evaporação a vácuo, a pressão na câmara de revestimento precisa ser reduzida para um nível extremamente baixo, e o grau de vácuo geralmente é necessário para atingir 10⁻³ - 10⁻⁴ Pa. Em um ambiente de vácuo tão alto, o caminho livre médio da alumínio de alumínio é mais longo e se move mais livre e depositar -se na superfície da fórmula para formar um uniforme de um uniforme. Se o grau de vácuo for insuficiente, as moléculas de gás restantes na câmara de revestimento colidirão com as moléculas de vapor de alumínio, dificultando o movimento das moléculas de vapor de alumínio, resultando em distribuição desigual das moléculas de alumínio, que as moléculas de alumínio aparecem no processo de deposição, e defeitos, como pinos e crackes, aparecerão em alumínio, e defeitos, como os pinos e as crackes aparecerão filme. Estudos demonstraram que quando o grau de vácuo aumenta de 10⁻³ PA para 10⁻² PA, o número de furos na camada de revestimento de alumínio aumentará significativamente e as propriedades de barreira do filme para o oxigênio diminuirão cerca de 30%.
• A temperatura de evaporação afeta diretamente a taxa de vaporização do alumínio e a energia das moléculas de vapor. O ponto de fusão do alumínio é de 660 ° C. Durante o processo de evaporação a vácuo, a temperatura da fonte de evaporação é geralmente controlada a 1200-1400 ° C. Quando a temperatura de evaporação é muito baixa, a taxa de vaporização do alumínio é lenta e a quantidade de vapor de alumínio evaporada por unidade de tempo é insuficiente, dificultando a formação de uma camada de revestimento de alumínio contínua e densa; Embora se a temperatura da evaporação estiver muito alta, a energia das moléculas de vapor de alumínio será muito alta e, quando depositada na superfície do filme de estimação, isso pode danificar o filme e afetar o desempenho do filme. Além disso, uma temperatura de evaporação muito alta também aumentará o consumo de energia e os custos de produção. A temperatura de evaporação apropriada pode garantir que o vapor de alumínio seja depositado na superfície do filme PET a uma taxa e energia apropriadas para formar uma camada uniforme e densa de revestimento de alumínio, melhorando assim as propriedades da barreira do filme.
• A partida entre a taxa de alumínio e a velocidade de corrida do filme também é crucial. A taxa de aluminização refere -se à massa de alumínio depositada na superfície do filme de estimação por unidade de tempo, e a velocidade de execução do filme refere -se à velocidade em que o filme de estimação se move na câmara de revestimento. Se a taxa de alumínio for muito rápida e a velocidade de corrida do filme for muito lenta, o vapor de alumínio se acumulará excessivamente na superfície do filme, formando uma camada de aluminização grossa e desigual, e até mesmo a descasca da camada de alumínio; Por outro lado, se a taxa de alumínio for muito lenta e a velocidade de corrida do filme for muito rápida, a camada de alumínio será muito fina e incapaz de formar uma barreira eficaz, e o desempenho da barreira do filme será significativamente reduzido. Portanto, é necessário ajustar com precisão a taxa de aluminização e a velocidade de execução do filme de acordo com os equipamentos de produção e requisitos de processo específicos para alcançar o melhor estado de correspondência, a fim de obter a espessura e a qualidade ideais da camada de alumínio.

Além dos parâmetros do processo de evaporação a vácuo, o desempenho e a estrutura do equipamento de revestimento de alumínio também afetarão o efeito de revestimento de alumínio. Por exemplo, o tipo e o design da fonte de evaporação afetarão a uniformidade e a estabilidade da evaporação de alumínio; A forma e o tamanho da câmara de revestimento afetarão a distribuição do vácuo e a difusão do vapor de alumínio; A precisão e a estabilidade do sistema de transmissão de filmes afetarão o estado de tensão e operação do filme durante o processo de revestimento de alumínio. O equipamento avançado de revestimento de alumínio pode controlar melhor os parâmetros do processo de revestimento de alumínio, garantir a estabilidade e a consistência do processo de revestimento de alumínio e, assim, produzir filmes de PET de alumínio de alta barreira com propriedades de maior qualidade e melhores barreiras.

O processo de aluminização tem um impacto crucial nas propriedades da barreira do filme para animais de estimação. Ao otimizar os parâmetros do processo de evaporação a vácuo, selecionando equipamentos de aluminização apropriados e controlando com precisão cada link no processo de alumínio, a qualidade da camada de alumínio pode ser efetivamente melhorada, as propriedades de barreira do filme podem ser aprimoradas e as necessidades de diferentes indústrias para filmes petróleo aluminizados de alta barreira podem ser atendidos.

4. Campos de aplicação e tendências futuras de desenvolvimento de filmes de estimação metalizados de alta barreira

O filme PET aluminizado de alta barreira tem sido amplamente utilizado em muitos campos devido às suas excelentes propriedades de barreira, boa resistência mecânica e excelente resistência ao tempo. Com o desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia e as mudanças na demanda do mercado, sua tendência futura de desenvolvimento também atraiu muita atenção.

• No campo da embalagem de alimentos, o filme de estimação aluminizado de alta barreira é o mais amplamente utilizado. Pode bloquear efetivamente o oxigênio, o vapor de água e a luz, impedir a oxidação, a umidade e a deterioração e prolongar o prazo de validade dos alimentos. Por exemplo, na embalagem de alimentos inchados, como batatas fritas e biscoitos, o filme de estimação aluminizado de alta barreira pode manter o sabor nítido dos alimentos e impedir a oxidação e a ranço de óleo; Na embalagem de alimentos cozidos, como carne e peixe, pode bloquear oxigênio, inibir o crescimento bacteriano e garantir a frescura e a segurança dos alimentos. Além disso, o filme de estimação aluminizado de alta barreira também tem boa impressão e pode ser usado para produzir padrões de embalagem requintados através da impressão de cores para atrair a atenção dos consumidores e aprimorar a competitividade do mercado dos produtos.
• A embalagem farmacêutica possui requisitos extremamente altos para segurança de material e propriedades de barreira, e o filme de estimação aluminizado de alta barreira apenas atende a esses requisitos. Pode impedir que os medicamentos entrem em contato com oxigênio, umidade, luz etc. no ambiente externo e evitar reações químicas que fazem com que os medicamentos se tornem ineficazes. Na embalagem da bolha de comprimidos, cápsulas e outros medicamentos, o filme de PET aluminizado de alta barreira é usado em combinação com papel alumínio, PVC e outros materiais para formar uma estrutura de embalagem de várias camadas, fornecendo proteção total para medicamentos. Ao mesmo tempo, sua boa vedação pode efetivamente impedir que os medicamentos sejam contaminados durante o transporte e o armazenamento, garantindo a segurança da medicação dos pacientes.
• Na indústria eletrônica, o filme de estimação aluminizado de alta barreira é usado principalmente para embalagens à prova de umidade e antioxidação de baterias de lítio e produtos eletrônicos. Durante a produção e uso de baterias de lítio, elas são muito sensíveis à umidade ambiental e ao teor de oxigênio. O filme PET aluminado de alta barreira pode bloquear efetivamente a intrusão de umidade e oxigênio, impedir curtos circuitos ou reações químicas dentro das baterias de lítio e melhorar a vida útil e o serviço das baterias de lítio. Para alguns componentes eletrônicos de precisão, como circuitos e sensores integrados, o filme PET aluminizado de alta barreira pode ser usado como um material de embalagem à prova de umidade e anti-oxidação para proteger componentes eletrônicos de fatores ambientais durante o transporte e armazenamento, garantindo seu desempenho estável.
• O filme de estimação aluminizado de alta barreira está sendo cada vez mais usado na embalagem de produtos químicos diários. Perfumos, xampus, cosméticos e outros produtos químicos diários são propensos a volatilização e deterioração. O filme PET aluminizado de alta barreira pode efetivamente impedir que os ingredientes ativos nos produtos volatilizem e oxidam quando em contato com o ar, mantendo assim a qualidade e o aroma dos produtos. Além disso, sua bela aparência e bom efeito de impressão também ajudam a aprimorar a imagem da marca de produtos químicos diários.

A tendência de desenvolvimento do filme de PET metalizado de alta barreira é refletido principalmente nos aspectos a seguir. Com a melhoria contínua da consciência ambiental, o desenvolvimento de um filme de estimação aluminizado verde e ambientalmente amigável de alta barreira se tornará uma direção importante. Por um lado, pesquisas sobre materiais de estimação degradáveis ​​para reduzir a poluição ao meio ambiente; Por outro lado, otimize o processo de alumínio para reduzir o consumo de energia e as emissões de resíduos no processo de produção. Em segundo lugar, para atender à demanda do mercado por materiais de embalagem multifuncionais, o filme de estimação aluminizado de alta barreira se desenvolverá na direção do composto multifuncional. Por exemplo, composto com materiais antibacterianos para fornecer as propriedades antibacterianas do filme, aplicadas à embalagem de alimentos e medicamentos, prolongando ainda mais a vida útil do produto; Composto com materiais inteligentes para fornecer funções de detecção de filme, como temperatura e umidade, e monitorar o status ambiental dentro da embalagem em tempo real. Além disso, com o desenvolvimento contínuo da nanotecnologia, a tecnologia de nano-revestimento será aplicada à produção de filme de estimação aluminizado de alta barreira. Ao revestir os materiais de barreira de nível nano na superfície do filme, as propriedades da barreira do filme podem ser melhoradas ainda mais, reduzindo a espessura do filme, reduzindo a quantidade de materiais utilizados e reduzindo os custos.

Atualmente, o filme de estimação aluminizado de alta barreira desempenhou um papel importante em muitos campos e tem amplas perspectivas de desenvolvimento no futuro. Através de inovação contínua e progresso tecnológico, atenderá às necessidades de mais campos e trará mais conveniência e valor à vida das pessoas e à produção industrial.