常用的高阻隔薄膜材料及其在真空绝热板的应用及发展趋势

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)江苏申凯包装有限公司 作者:刁子军

  真空绝热板作为高效节能隔热材料其结构是由芯材、隔膜以及吸气剂组成,通过抽真空技术使得VIP内部达到特定低的真空度,最大限度的阻碍了气体分子间的热传递,从而达到其超级绝热的作用。真空绝热板的性能及使用寿命,很大程度上取决于内部真空度保持时间,内部真空度的保持时间主要由所使用的表面隔膜材料的性能所决定,因此,隔膜材料的好坏将直接影响产品的使用寿命及隔热性能。

  随着真空绝热板的使用越来越广泛,各生产厂家对表面隔膜材料的选择越来越讲究,通常来说选择薄膜材料时主要考虑薄膜的生产制造成本、正常工作温宽范围、导热系数、隔气隔湿性能、抗拉伸强度性能等五个方面的因素。

  现阶段真空绝热板薄膜材料大多以塑料材料和金属材料进行多层复合,也有采用纯塑料材质复合的。塑料材料中又以双向拉伸后的分子排列有规律的高阻隔材料使用的较为普遍,其抗拉抗压性能、隔气性能相比未拉伸的塑料薄膜更加优越。

  本文主要讲述了常用的高阻隔薄膜材料及其在真空绝热板的应用及发展趋势。

1) PVDC聚偏二氯乙烯

  PVDC薄膜具有高的阻气、阻氧、和隔水性能,因此广泛用于包装肉类或其它食品、药品等。我国的PVDC制品是伴随着火腿肠加工技术引进并得到发展的,目前在真空绝热板行业PVDC主要与其它树脂材料复合使用,该类产品具有较好的耐高温性能,隔氧气隔水气性能也十分出色。通常情况太阳能热水器或其它用于耐高温用途的真空绝热板可选用PVDC复合薄膜材料;

2) EVOH乙烯-乙烯醇共聚物

  聚乙烯醇具有特别高的气体阻隔性能,但它吸湿性大,通过乙烯醇和乙烯的共聚合,高的气体阻隔性能保留下来了,而耐湿性和可加工性也得到了改进。EVOH的阻隔性能取决于乙烯的含量,一般来说气体阻隔性随着乙烯含量的增加而下降,但易于加工。从工艺的优化角度分析,EVOH材料随着相对湿度的增高,其阻氧性显著下降。因此,为发挥EVOH的最佳气体阻隔性能,选择将其应用在多层复合包装的中间,保持较低的相对湿度,就可以使包装具备优异的阻隔性能。由于EVOH的阻氧性好而且有较强的耐寒性,其复合膜在真空绝热行业有着广泛的应用,特别在日韩及欧美市场EVOH是真空绝热薄膜的主要选择材料。国内市场EVOH材料在真空绝热行业应用处于起步阶段,还没有进入大批量使用时期,主要原因在于EVOH产品原料没有实现批量国产化,全部依赖国外进口,产品的采购周期较长和成本也相对偏高即使个别厂家已经小批量生产,其产品的稳定性还不能进行有效的控制,尚没有企业对该类材料进行批量使用。

3) PEN聚奈二甲酸乙二醇酯

  PEN材料是20世纪末新兴的一种性能优越的功能聚合物材料,是今年来应用发展最快的高分子材料之一。PEN与PET相似的结构,不同的是奈环取代了苯环,但几乎在各方面都优于PET。PEN以其较高的防水性、气密性、耐热、耐化学性而著称,随着今年来PEN合成技术的不断改进该类材料在真空绝热行业也逐渐被使用,但是应用成本依然偏高,因此目前合金化成为扩大PEN使用范围的有效途径之一

4) VMPET真空镀铝膜

  真空镀铝膜是指在真空状态下,将铝线熔化蒸发,铝蒸气沉淀吸附在聚脂膜的表面,形成一层致密的保护层,表面有很好的金属光泽度和良好的反射性。镀铝后的聚脂膜隔气性能也有很大的改善,其隔气性能随着镀铝的温度和强度的控制不同有较大的差异,由于该来产品的生产技术相对比较成熟,产品的性价比较高,同时生产过程及产品本身符合环保要求,因此已大量用于食品药品的包装,目前在真空绝热行业也被广泛使用。

5) AL铝箔

  铝箔作为一种金属材料,具有极高的防潮性、阻气性,其阻隔气体的性能是任何其他高分子材料和蒸镀材料无法比拟和无法替代的。铝箔的透气性能主要由其针孔度有直接关联,并且随着厚度的增加呈下降趋势,当厚度达到20um时,可以达到完全无针孔。对于高阻隔包装材料通常使用铝箔同塑料进行复合形成多层复合材料,该类复合材料一般将铝箔置于中间层,既可以避免包装物的酸性特性同时又可以进行热封,现已在食品、医药、化工行业广泛使用。对于真空绝热行业,铝箔因其优异的隔气性能也被普遍使用,但铝箔在真空绝热板上应用会带来热桥效应,特别在尺寸相对较小的真空板上反映尤为明显,因此使用在真空绝热板的铝箔尽量选择较薄的铝箔如AL7、AL6等。对于用于建筑用的真空绝热板还应考虑铝箔信号屏蔽作用,如果不能解决信号屏蔽问题尽量选择高分子阻隔材料。

6) PVA 聚乙烯醇

  PVA是一种含有大量羥基的聚合物,该类聚合物其侧基-H和-OH的体积均较小,结晶度高,使得PVA的透气性能很小,其阻氧率甚至优于EVOH,是一种非常环保的高阻隔材料,常用于包装各类高档食品、药品、名贵中药材等,对于真空绝热行业可选择使用该类新型材料有着广阔的应用前景。

7) 纳米复合材料

  纳米技术是近年来兴起的一门高新技术,是在纳米(1~100nm)尺度上研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性的交叉性学科和技术。所谓纳米复合包装材料就是用晶粒尺寸为1-100nm的单晶或多晶体材料如二氧化钛,与其他塑料包装材料复合制成的复合包装材料,。常用的纳米材料有金属、金属氧化物、无机聚合物等三大类。由于这些纳米复合材料的某些物理化学以及生物性能得到很大的提高,使得这些材料在可塑性、阻隔性、稳定性方面比传统材料更加优越,目前国内外正在研发的纳米新技术,添加纳米级材料的无机粒子可以极大地改进基础树脂的物性,在高阻隔包装材料中发挥特殊作用,作为型新阻隔材料不仅会在传统的食品药品行业大规模使用,在真空绝热行业该类产品也有很广的应用前景。

结语

  随着日韩及欧美市场的兴起,我国真空绝热板的开发与生产刚刚进入起步阶段,越来越多的国内企业开始涉足此行业,对于包装材料而言,部分企业会选择以进口产品为主,国内产品并行的双向选择,伴随着真空绝热行业的不断发展,国内一批从事软包装的企业也相继推出自己的产品,但产品的稳定性和外观相对日本欧美产品有一定的差距,主要原因在于用于生产真空板隔膜的高阻隔原材料开发与国产化相对比较落后,各厂家在隔膜的原材料选择上受到很大程度的限制,性能优良的高阻隔材料还是依赖国外进口。另外,随着能源日益枯竭和环保意识的增强,高阻隔材料市场也在作相应的调整,在寻找可降解原材料的同时,加大可回收利用方面的投资,如PEN、PET、PAV等材料的研究与应用,为真空绝热行业的发展提供可持续的原材料供应。

  常用的高阻隔薄膜材料及其在真空绝热板的应用及发展趋势为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/application/else/VIP/042940.html

  与 真空绝热板 高阻隔薄膜 真空绝热板 相关的文章请阅读:

  真空绝热板http://www.chvacuum.com/application/else/VIP/