用电子束蒸发镀SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜

来源:林上 发布时间:2019/12/05 09:28:00 浏览次数:27
众所周知,透明阻隔膜有一元的氧化硅透明阻隔膜和氧化铝透明阻隔膜以及二元的氧化硅和氧化铝混合蒸镀透明阻隔膜两大类。本文对二元SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜从制备方法和它的性能等方面作简单介绍。

  一、前言

  众所周知,透明阻隔膜有一元的氧化硅透明阻隔膜和氧化铝透明阻隔膜以及二元的氧化硅和氧化铝混合蒸镀透明阻隔膜两大类。一元的氧化硅透明阻隔膜采用一氧化硅为原料,充氧加热蒸发。蒸镀的薄膜为SiOx(X=1.5-1.8),它的缺点是颜色偏黄。氧化铝透明阻隔膜通常是在铝真空蒸发过程中充入氧气,氧气和铝蒸汽反应生成无色透明的AlOx。这种膜与氧化硅透明阻隔膜相比偏硬缺少柔韧性。二元的SiO2-Al2O3混合蒸镀透明阻隔膜高度透明,柔软,高密度,有出色的阻隔性能。

  本文对二元SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜从制备方法和它的性能等方面作简单介绍。

  二、SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜的制备方法

  SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜通过如图1所示的双元电子束卷绕镀膜设备制备。SiO2和Al2O3按照一定的比例混合后放置在电子束卷绕镀膜设备的坩埚中。SiO2和Al2O3由同一个电子束枪加热蒸发。SiO2和Al2O3蒸汽在镀膜区域气相状态混合并蒸镀至膜卷表面形成SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜。从图2可见,在SiO2-Al2O3混合镀层膜中Al2O3的含量在30wt%时相对体积密度超过95%。有关电子束卷绕真空镀膜设备,可参见本人在2017年鍍铝膜会议上发布的“电子束卷绕真空镀膜技术概况”一文。

 双元电子束卷绕蒸发镀膜设备示意图

  图1. 双元电子束卷绕蒸发镀膜设备示意图

混合镀层膜中相对体积密度和Al2O3含量的关系

  图2. 在SiO2-Al2O3混合镀层膜中相对体积密度和Al2O3含量的关系

  三、各种透明阻隔膜的镀层结构比较

      1.AlOx透明阻隔膜

AlOx膜的结构

  图3. AlOx膜的结构

  从图3所示AlOx膜的结构可见,AlOx膜偏硬易破裂,缺少柔韧性而导致影响它的阻隔性。

  2. SiOx透明阻隔膜

SiOx膜的结构

  图4. SiOx膜的结构

  从图4所示SiOx膜的结构可见,SiOx膜在密度低时阻隔性差,密度高时颜色偏黄。

  3. SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜

SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜

  图5. SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜

  从图5所示SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜的结构可见,SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜兼具柔韧性和高密度,从而具有出色的透明阻隔性能。

  四、SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜的应用领域和前景

  SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜以二氧化硅和三氧化二铝为镀膜原料,膜层结构柔韧致密无龟裂,具有稳定的耐酸性。可以应用于要求水煮和蒸煮的透明阻隔包装。也可用于挤出复合包装。

  由于电子束卷绕镀膜设备的技术难度相对较大,加上它的投资费用较高,所以目前我国国内还没有哪一家公司采用电子束卷绕镀膜设备来制备SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜。目前市场上供给软包装企业用的透明阻隔膜都是技术难度和设备投资费用相对较低的AlOx透明阻隔膜,高性能软包装所需的高技术要求的透明阻隔膜必须依靠进口。但是相信随着软包装技术的日益发展,对各种高性能透明阻隔包装的需求很快会摆到议事日程上来。

  五、结束语

  本文对通过电子束卷绕镀膜设备制备的SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜作了抛砖引玉的简单介绍。SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜弥补了AlOx透明阻隔膜及SiOx透明阻隔膜各自存在的不足之处,是一种在各方面性能都很好的透明阻隔膜。希望能引起大家的关注和兴趣。相信在不久的将来,就可以见到由国内企业制备的SiO2-Al2O3混合透明阻隔膜供应市场。

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