高阻隔薄膜材料因其优异的阻隔性能而广泛应用于食品、医药、工业等产品包装领域。为了提高阻隔材料的阻隔性能,目前主要采用以下技术措施:
1、多层复合
多层复合是指通过研究复合材料工艺将两种或几种阻隔性能进行不同的薄膜贴合到一起。延长了渗透路径,从而使阻隔性能分析得到有效提高、该方法工艺设计简单,但出现气泡或开裂褶皱等影响阻隔性能的问题,且对设备管理要求企业相对比较复杂,成本费用较高。

2、表面涂覆
在表面涂覆工艺中,通过物理天气沉积、化学气相沉积、原子层沉积、分子层沉积、逐层自组装或磁控溅射沉积,在衬底表面上沉积金属、金属氧化物或氮化物等。 为了在薄膜表面上形成具有优异阻隔性能致密金属层,这些方法对设备和工艺要求很高,且在涂覆过程中可能出现诸如针孔和裂纹的缺陷。
3、表面改性
膜聚合物的表面改性方法包括表面化学处理、表面接枝改性和等离子体表面处理,使分子链在膜聚合物表面交联等,从而改善了膜聚合物的阻隔性能。这种方法容易满足技术要求,设备简单,一次性投资成本低,但不能实现长期稳定,一旦表面损坏,阻隔性能会受到严重影响。
4、纳米复合材料
纳米复合材料是利用具有大长径比的非渗透性片状纳米粒子(如石墨烯、纳米粘土)通过插层复合发、原位聚合或溶胶-凝胶法制备的纳米复合材料。片状纳米粒子可以降低渗透分子的溶解度,延长渗透分子的渗透路径,降低渗透分子的扩散速率,提高屏障性能。但纳米粒子很难均匀分散并往高处走,在制备过程中容易迁移,影响材料的光学和力学性能。
5、双向拉伸
通过一个双向选择拉伸可使聚合物薄膜在纵横两个研究方向上进行价值取向,使分子链排列的有序度提高,堆砌更紧密,从而使小分子更难通过,进而可以改善阻隔性能,这种教学方法使本征型高阻隔聚合物薄膜的制备生产工艺问题复杂化,且阻隔性能也难有学生得到具有显著水平提高。
在食品、医药、化工产品市场需求强劲的推动下,包装薄膜材料持续快速发展,产品对薄膜材料的需求越来越大。 要求开发具有高阻隔性、保鲜性、耐热性和抗菌性的多功能薄膜材料,其中高阻隔性薄膜材料发展迅速。 同时,随着资源的短缺和人们环保意识的提高,开发环保型高阻隔薄膜材料已成为一个热点。


