Trong lĩnh vực vật liệu đóng gói hiện đại, bộ phim thú cưng kim loại hóa hàng rào cao nổi bật với hiệu suất tuyệt vời của nó và đã trở thành vật liệu ưa thích cho nhiều ngành công nghiệp. Để hiểu sâu sắc lý do tại sao nó có thể đạt được các thuộc tính rào cản tuyệt vời và các ứng dụng đa chức năng, trước tiên chúng ta phải khám phá cấu trúc và cơ chế rào cản độc đáo của nó.
Bản thân phim PET (polyetylen terephthalate) có các đặc tính rào cản nhất định. Cấu trúc chuỗi phân tử của nó là thường xuyên và được sắp xếp chặt chẽ, có thể ngăn chặn sự thâm nhập của khí và độ ẩm ở một mức độ nhất định. Tuy nhiên, để đáp ứng các yêu cầu rào cản cao hơn, quá trình Aluminization được áp dụng cho màng PET, do đó tạo thành một bộ phim PET được alumin hóa hàng rào cao.
Phim PET được aluminized hàng rào cao thường bao gồm một cấu trúc nhiều lớp. Cơ bản nhất là lớp cơ sở PET, cung cấp các thuộc tính cơ học và tính chất xử lý tốt cho toàn bộ phim. Độ dày của lớp cơ sở PET thường nằm trong khoảng từ 12 đến 50 micron và độ dày khác nhau phù hợp cho các kịch bản ứng dụng khác nhau. Ví dụ, trong lĩnh vực đóng gói thực phẩm, một lớp cơ sở thú cưng mỏng hơn (12-25 micron) có thể đảm bảo một sức mạnh nhất định vừa giảm chi phí; Trong khi trong một số bao bì công nghiệp với yêu cầu cao hơn về cường độ cơ học, một lớp cơ sở PET dày hơn (25-50 micron) sẽ được sử dụng.
Trên đầu lớp cơ sở PET là lớp phủ nhôm. Lớp phủ nhôm là một phần quan trọng để đạt được các đặc tính rào cản cao. Độ dày của nó cực kỳ mỏng, thường là từ 30 đến 100 nanomet. Quá trình phủ nhôm thường sử dụng bay hơi chân không. Trong môi trường chân không cao, dây nhôm được làm nóng đến trạng thái bốc hơi và hơi nhôm được lắng đọng trên bề mặt của màng PET để tạo thành một lớp nhôm kim loại liên tục và dày đặc. Lớp phủ nhôm này giống như một hàng rào rắn có thể ngăn chặn sự xâm nhập của các loại khí và chất lỏng như oxy và hơi nước. Các nguyên tử nhôm được sắp xếp chặt chẽ với hầu như không có lỗ chân lông, khiến các phân tử khí và phân tử nước khó đi qua.
Để bảo vệ lớp phủ nhôm và ngăn không cho nó bị hỏng trong quá trình xử lý và sử dụng tiếp theo, một lớp bảo vệ thường được áp dụng trên đỉnh của lớp phủ nhôm. Lớp bảo vệ thường bao gồm các vật liệu polymer trong suốt, chẳng hạn như nhựa acrylic, nhựa polyester, v.v., và độ dày của nó là từ 0,5 đến 2 micron. Lớp bảo vệ này không chỉ có thể ngăn lớp nhôm không bị trầy xước và bị mòn, mà còn cải thiện sự ổn định hóa học của màng và tăng cường khả năng chống thời tiết của nó.
Từ quan điểm của cơ chế rào cản, màng vật nuôi kim loại hóa cao chủ yếu đạt được hiệu suất rào cản cao thông qua rào cản vật lý và hành động hóa học. Về mặt rào cản vật lý, sự hiện diện của lớp alumin hóa làm tăng đáng kể chiều dài đường dẫn cho các phân tử khí và chất lỏng để thâm nhập. Khi các phân tử khí hoặc chất lỏng cố gắng đi qua màng, chúng cần phải bỏ qua vô số nguyên tử nhôm trong lớp aluminized, điều này làm cho quá trình thâm nhập vô cùng khó khăn. Ngoài ra, do mật độ của lớp aluminized, các phân tử khí và chất lỏng khó có thể truyền trực tiếp và chỉ có thể thâm nhập thông qua các khiếm khuyết trong lớp aluminized (như lỗ kim, vết nứt, v.v.). Trong sản xuất thực tế, bằng cách kiểm soát nghiêm ngặt quá trình aluminized, số lượng và kích thước của các khiếm khuyết này có thể được kiểm soát trong một phạm vi rất nhỏ, do đó cải thiện hơn nữa hiệu suất rào cản.
Về mặt phản ứng hóa học, nhôm là một kim loại hoạt động. Khi tiếp xúc với oxy, một lớp oxit nhôm (AL2O3) rất mỏng sẽ nhanh chóng hình thành trên bề mặt. Phim oxit nhôm này có tính chất ổn định hóa học tốt và tính chất rào cản, có thể ngăn chặn sự thâm nhập của oxy. Đồng thời, đối với một số khí hoặc chất lỏng ăn mòn, màng oxit nhôm cũng có thể đóng một vai trò bảo vệ nhất định, bảo vệ lớp phủ nhôm khỏi ăn mòn, do đó duy trì tính chất rào cản của phim.
Ngoài ra, cấu trúc phân tử của lớp cơ sở PET cũng góp phần vào các đặc tính rào cản. Nhóm este (-coo-) trong chuỗi phân tử PET là cực và có thể tương tác với một số phân tử cực (như phân tử nước) để cản trở sự khuếch tán của các phân tử nước. Hơn nữa, lực Van der Waals và liên kết hydro giữa các chuỗi phân tử PET làm cho các chuỗi phân tử được sắp xếp chặt chẽ hơn, làm giảm tốc độ thẩm thấu của các phân tử khí và chất lỏng.
Thiết kế cấu trúc nhiều lớp và cơ chế rào cản độc đáo của màng vật nuôi có hàng rào cao cho phép nó đóng một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Cho dù đó là bao bì thực phẩm, bao bì dược phẩm, hoặc điện tử, hóa chất hàng ngày và các ngành công nghiệp khác, tất cả đều được hưởng lợi từ các đặc tính rào cản tuyệt vời của vật liệu này, cung cấp sự bảo vệ đáng tin cậy cho việc lưu trữ và vận chuyển sản phẩm.
Lý do tại sao phim PET kim loại có hàng hóa cao rất phổ biến trên thị trường có liên quan chặt chẽ đến các chỉ số hiệu suất chính nổi bật của nó, trong đó các đặc tính hàng rào nước và oxy, sức mạnh cơ học và sức cản thời tiết là đặc biệt quan trọng. Các chỉ số hiệu suất này trực tiếp xác định khả năng ứng dụng và độ tin cậy của bộ phim trong các kịch bản ứng dụng khác nhau.
Ba chỉ số hiệu suất chính của hàng rào nước và oxy, sức mạnh cơ học và khả năng chống thời tiết có liên quan và có ảnh hưởng lẫn nhau, và cùng xác định hiệu suất toàn diện của màng PET bị alumin hóa hàng rào cao. Trong các trường ứng dụng khác nhau, theo các đặc điểm của sản phẩm và môi trường sử dụng, các yêu cầu cho ba chỉ số hiệu suất này cũng khác nhau. Chỉ bằng cách hiểu đầy đủ và làm chủ các chỉ số hiệu suất chính này, chúng ta mới có thể chơi tốt hơn những lợi thế của bộ phim thú cưng bị biến dạng cao và đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của thị trường đối với vật liệu đóng gói.
Quá trình mạ nhôm là một trong những yếu tố chính quyết định các đặc tính rào cản của màng PET mạ nhôm cao. Các thông số và phương pháp quá trình mạ nhôm khác nhau sẽ có tác động đáng kể đến cấu trúc và tính chất của màng. Nghiên cứu chuyên sâu về mối quan hệ giữa quá trình mạ nhôm và tính chất rào cản có ý nghĩa lớn để cải thiện chất lượng phim và đáp ứng nhu cầu thị trường.
Hiện tại, quá trình được sử dụng phổ biến nhất để mạ nhôm của màng PET là bay hơi chân không. Trong quá trình bay hơi chân không, có một số thông số chính sẽ ảnh hưởng đến chất lượng lớp mạ nhôm và tính chất rào cản của màng, bao gồm mức độ chân không, nhiệt độ bay hơi, tốc độ mạ nhôm, tốc độ chạy màng, v.v.
Ngoài các thông số quá trình bay hơi chân không, hiệu suất và cấu trúc của thiết bị mạ nhôm cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng mạ nhôm. Ví dụ, loại và thiết kế của nguồn bay hơi sẽ ảnh hưởng đến tính đồng nhất và ổn định của sự bay hơi bằng nhôm; Hình dạng và kích thước của buồng phủ sẽ ảnh hưởng đến sự phân bố chân không và sự khuếch tán của hơi nhôm; Độ chính xác và tính ổn định của hệ thống truyền tải phim sẽ ảnh hưởng đến tình trạng căng thẳng và hoạt động của bộ phim trong quá trình mạ nhôm. Thiết bị mạ nhôm tiên tiến có thể kiểm soát tốt hơn các thông số quá trình mạ nhôm, đảm bảo tính ổn định và tính nhất quán của quá trình mạ nhôm, và do đó tạo ra màng PET mạ nhôm cao có chất lượng cao hơn và đặc tính hàng rào tốt hơn.
Quá trình aluminizing có tác động quan trọng đến các đặc tính rào cản của phim thú cưng. Bằng cách tối ưu hóa các thông số quá trình bay hơi chân không, chọn thiết bị aluminization thích hợp và kiểm soát chính xác từng liên kết trong quy trình Aluminization, chất lượng của lớp Aluminizing có thể được cải thiện hiệu quả, có thể tăng cường các ngành công nghiệp khác nhau.
Phim PET được aluminized hàng rào cao đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực do tính chất rào cản tuyệt vời của nó, sức mạnh cơ học tốt và khả năng chống thời tiết tuyệt vời. Với sự phát triển liên tục của khoa học và công nghệ và thay đổi nhu cầu thị trường, xu hướng phát triển trong tương lai của nó cũng đã thu hút nhiều sự chú ý.
Xu hướng phát triển của phim PET kim loại có hàng hóa cao chủ yếu được phản ánh trong các khía cạnh sau. Với sự cải thiện liên tục của nhận thức về môi trường, sự phát triển của phim thú cưng bị cấm đồng hồ cao hơn và thân thiện với môi trường sẽ trở thành một hướng quan trọng. Một mặt, nghiên cứu về vật liệu thú cưng có thể phân hủy để giảm ô nhiễm đến môi trường; Mặt khác, tối ưu hóa quy trình Aluminization để giảm tiêu thụ năng lượng và phát thải chất thải trong quá trình sản xuất. Thứ hai, để đáp ứng nhu cầu thị trường đối với các vật liệu đóng gói đa chức năng, màng PET được áp dụng hàng rào cao sẽ phát triển theo hướng hỗn hợp đa chức năng. Ví dụ, composite với các vật liệu kháng khuẩn để cung cấp cho các đặc tính kháng khuẩn phim, áp dụng cho đóng gói thực phẩm và thuốc, tiếp tục mở rộng thời hạn sử dụng của sản phẩm; Hợp chất với các vật liệu thông minh để cung cấp các chức năng cảm biến phim như nhiệt độ và độ ẩm, và theo dõi tình trạng môi trường bên trong gói trong thời gian thực. Hơn nữa, với sự phát triển liên tục của công nghệ nano, công nghệ lớp phủ nano sẽ được áp dụng cho việc sản xuất phim PET Aluminized Barrier cao. Bằng cách phủ các vật liệu rào cản ở cấp độ nano trên bề mặt của màng, các đặc tính rào cản của màng có thể được cải thiện hơn nữa, đồng thời giảm độ dày của màng, giảm lượng vật liệu được sử dụng và giảm chi phí.
Bộ phim thú cưng bị aluminized hàng rào cao đã đóng một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực hiện tại và có triển vọng phát triển rộng rãi trong tương lai. Thông qua sự đổi mới liên tục và tiến bộ công nghệ, nó sẽ đáp ứng nhu cầu của nhiều lĩnh vực hơn và mang lại sự tiện lợi và giá trị hơn cho cuộc sống của mọi người và sản xuất công nghiệp.