Teknik pemblokiran material penghalang tinggi

Bahan penghalang tinggi digunakan untuk mencegah perembesan atau transmisi gas, kelembapan, cahaya, dan zat lain melalui kemasan atau lapisan pelindung. Untuk meningkatkan sifat penghalang bahan penghalang, sarana teknis yang umum digunakan saat ini terutama meliputi:

1. Komposit multi-lapis

Komposit multilayer mengacu pada komposit dua atau beberapa film dengan sifat penghalang berbeda melalui proses tertentu. Dengan cara ini, molekul penetran harus melewati beberapa lapisan membran jika ingin mencapai bagian dalam kemasan, yang setara dengan memperluas jalur permeasi, sehingga meningkatkan kinerja penghalang.

Metodenya adalah film tipis komposit dengan kinerja komprehensif luar biasa yang dibuat dengan menggabungkan keunggulan berbagai film, dan prosesnya sederhana.

Namun dibandingkan dengan bahan penghalang tinggi intrinsik, film yang dibuat dengan metode ini lebih tebal, rentan terhadap masalah seperti gelembung udara atau retak dan kerutan yang mempengaruhi kinerja penghalang, dan persyaratan peralatan yang relatif rumit dan biaya yang tinggi.

2. Lapisan permukaan

Pelapisan permukaan adalah penggunaan deposisi uap fisik (PVD), deposisi uap kimia (CVD), deposisi lapisan atom (ALD), deposisi lapisan molekul (MLD), perakitan mandiri lapis demi lapis (LBL) atau deposisi sputtering magnetron dalam polimerisasi Bahan seperti oksida logam atau nitrida diendapkan pada permukaan film untuk membentuk lapisan padat dengan sifat penghalang yang sangat baik pada permukaan film.

Namun metode ini memiliki permasalahan seperti proses yang memakan waktu, peralatan yang mahal dan proses yang rumit, serta lapisan mungkin memiliki cacat seperti lubang kecil dan retak selama servis.

3. Nanokomposit

Nanokomposit adalah nanokomposit yang dibuat dengan metode komposit interkalasi, metode polimerisasi in situ, atau metode sol-gel menggunakan nanopartikel kedap air dan berbentuk lembaran dengan rasio aspek besar. Penambahan nanopartikel serpihan tidak hanya dapat mengurangi fraksi volume matriks polimer dalam sistem untuk mengurangi kelarutan molekul permeasi, tetapi juga memperpanjang jalur permeasi molekul permeasi, mengurangi laju difusi molekul permeasi, dan meningkatkan sifat penghalang.

4. Modifikasi permukaan

Karena permukaan polimer sering bersentuhan dengan lingkungan luar, maka mudah mempengaruhi adsorpsi permukaan, sifat penghalang dan pencetakan polimer.

Agar polimer lebih baik digunakan dalam kehidupan sehari-hari, permukaan polimer biasanya diberi perlakuan. Terutama meliputi: perawatan kimia permukaan, modifikasi cangkok permukaan dan perawatan permukaan plasma.

Metode jenis ini mudah untuk memenuhi persyaratan teknis, peralatannya relatif sederhana, dan biaya investasi satu kali rendah, namun tidak dapat mencapai hasil yang stabil dalam jangka panjang. Setelah permukaan rusak, kinerja penghalang akan sangat terpengaruh.

5. Peregangan dua arah

Melalui peregangan biaksial, film polimer dapat diorientasikan pada arah vertikal dan horizontal, sehingga urutan susunan rantai molekul ditingkatkan, dan pengepakannya lebih rapat, sehingga molekul kecil lebih sulit untuk melewatinya, sehingga meningkatkan kinerja penghalang. Proses persiapan film polimer penghalang tinggi biasanya rumit, dan sulit untuk meningkatkan kinerja penghalang secara signifikan.

6. Aditif Penghalang Gas

Bahan penghalang tinggi dapat dimodifikasi dengan memasukkan aditif penghalang gas ke dalam matriks polimer. Aditif ini, seperti tanah liat montmorillonit, silika, atau tanah liat nano, dapat meningkatkan sifat penghalang material dengan mengurangi difusi gas melalui matriks polimer.

Perlu dicatat bahwa pilihan teknik pemblokiran bergantung pada persyaratan spesifik aplikasi dan sifat penghalang yang diinginkan. Kombinasi berbeda dari teknik-teknik ini dapat digunakan untuk mencapai tingkat kinerja penghalang yang diinginkan untuk kasus penggunaan tertentu.

Pengenalan singkat tentang material penghalang tinggi

Bahan penghalang tinggi adalah zat khusus atau kombinasi bahan yang memiliki ketahanan luar biasa terhadap permeasi atau transmisi gas, kelembapan, cahaya, bau, dan zat lainnya. Bahan-bahan ini dirancang khusus untuk memberikan penghalang kuat terhadap faktor eksternal yang dapat membahayakan kualitas, stabilitas, atau umur simpan berbagai produk.

Tujuan utama bahan dengan penghalang tinggi adalah untuk mencegah masuk atau keluarnya elemen tertentu yang dapat berdampak buruk pada integritas, kesegaran, atau fungsionalitas barang yang dikemas. Mereka umumnya digunakan dalam aplikasi pengemasan di berbagai industri seperti makanan dan minuman, farmasi, elektronik, dan bahan kimia.

Bahan penghalang tinggi menawarkan perlindungan terhadap berbagai faktor lingkungan, termasuk oksigen, uap air, radiasi UV, aroma, dan hilangnya rasa. Dengan menghalangi keluarnya bahan-bahan berbahaya ini, bahan-bahan tersebut membantu menjaga kualitas, keamanan, dan umur simpan produk yang dikemas.

Setiap jenis material penghalang tinggi memiliki sifat dan karakteristik unik yang membuatnya cocok untuk aplikasi spesifik. Misalnya, film polimer seperti polietilen tereftalat (PET), polietilen (PE), polipropilen (PP), dan polivinilidena klorida (PVDC) menunjukkan sifat penghalang yang sangat baik terhadap gas dan kelembapan.