Barijerna tehnologija materijala visoke barijere

Kako bi se poboljšala učinkovitost barijera materijala za barijere, obično se koriste sljedeće tehničke metode:
1. Višeslojni kompozit
Višeslojni kompozit odnosi se na postupak spajanja dvaju ili više filmova s ​​različitim svojstvima barijere putem određene tehnike. Na taj način, kako bi molekule koje prodiru dospjele u unutrašnjost pakiranja, moraju proći kroz nekoliko slojeva filma, što je jednako produljenju puta prodiranja i poboljšanju učinka barijere.
Ova metoda kombinira prednosti različitih membrana za pripremu kompozitnog tankog filma s izvrsnom sveobuhvatnom izvedbom, a postupak je jednostavan.
Međutim, u usporedbi s intrinzičnim materijalima visoke barijere, korištenje ove metode za pripremu tankih filmova je deblje, sklono problemima kao što su mjehurići ili pucanje nabora koji utječu na performanse barijere, te zahtijeva relativno složenu opremu i veće troškove.
2. Površinski premaz
Površinski premaz odnosi se na upotrebu fizičke parne depozicije (PVD), kemijske parne depozicije (CVD), atomske slojne depozicije (ALD), molekularne slojne depozicije (MLD), sloj po sloj samosastavljanja (LBL) ili tehnike taloženja magnetronskim raspršivanjem za taloženje metalnih oksida ili nitrida na površine polimera, stvarajući tako gustu prevlaku otpornu na barijere na površini tankih filmova.
Međutim, ove metode imaju probleme kao što su dugotrajni procesi, skupa oprema i složeni procesi, a također mogu proizvesti nedostatke kao što su rupice i pukotine tijekom servisiranja.
3. Nanokompozitni materijali
Nanokompozit je vrsta nanokompozita pripremljenog interpenetrirajućim kompozitom, in situ polimerizacijom ili sol gel metodom korištenjem nepropusnih nanočestica pahuljica velikog omjera. Dodavanje nanočestica u obliku lista može ne samo smanjiti volumenski udio polimerne matrice u sustavu kako bi se smanjila topljivost propusnih molekula, već i produžiti put propusnosti propusnih molekula, smanjiti brzinu difuzije propusnih molekula i poboljšati barijeru performanse.
4. Modifikacija površine
Zbog čestog kontakta s vanjskim okolišem, polimerne površine su sklone utjecati na njihovu površinsku adsorpciju, svojstva barijere i ispis.
Kako bi se polimeri što bolje primijenili u svakodnevnom životu, površina polimera se obično tretira. Uglavnom uključuje površinsku kemijsku obradu, modifikaciju površinskog presađivanja i plazma površinsku obradu.
Ova vrsta metode zahtijeva lako ispunjavanje tehničkih zahtjeva, jednostavnu opremu i niske jednokratne investicijske troškove, ali ne može postići dugoročnu stabilnost. Jednom kada se površina ošteti, performanse barijere će biti ozbiljno ugrožene.
5. Dvosmjerno istezanje
Biaksijalnim rastezanjem, polimerni filmovi mogu biti usmjereni iu uzdužnom i u poprečnom smjeru, poboljšavajući urednost rasporeda molekularnih lanaca i čvršće pakiranje, otežavajući prolaz malim molekulama, čime se poboljšavaju svojstva barijere. Ova metoda komplicira proces pripreme intrinzičnih polimernih filmova visoke barijere i otežava značajno poboljšanje svojstava barijere.