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金刚石碳素膜涂层PET瓶的高阴隔内衣是嘛

发布时间:2021-07-22 13:51:51 阅读: 来源:生物有机肥厂家

金刚石碳素膜涂层:PET瓶的高阴隔“内衣”

相比于其它塑料包装材料,PET 是软饮料包装的最佳材料。这是由于 PET 具有较高的熔融温 度、强度和透明度,优良的气体阻隔性能、风味阻隔性能,成本低,易于成型加工以及可回收性, 等等。

然而 PET 瓶还不能满足一些饮料的特殊要求,比如热饮料和某些软饮料。PET 用于啤酒、果 汁等饮料的包装,对氧气、二氧化碳、水蒸气和风味等的阻隔性不能满足包装要求,影响了这些 产品的品质。空气中的氧气进入塑料瓶或是瓶中碳酸饮料里的二氧化碳释放出来,都会加速饮料 的变质。虽然其它的高聚物(比如 PEN)可以解决阻隔性问题,但是成本太高,并且难以循环利用。 提高 PET 对氧气、二氧化碳的阻隔性能已引起大家的广泛关注,目前一些技术是把 PET 和一些 具有阻隔性能的材料复合来提高其性能。

PET 瓶的涂层处理

为了保证软饮料的质量,就要阻止气体在塑料瓶壁上发生渗透,这需要选用气体渗透性小的 包装材料,这些材料一般称为高阻隔性包装材料。PET 瓶气体阻隔性能的提高主要有以下四种方 式:通过多层共挤技术加工,使之具有多层复合结构;表面涂层处理;加入一些气体捕获剂;与 其它具有阻隔性能的材料共混。其中多层共挤技术是目前已成功运用的方法,然而阻隔性能的提 高较小,同时难以循环利用,成本较高。表面涂层是用于提高 PET 瓶气体阻隔性能的一种新兴的 技术,可以得到非常薄的气体阻隔性膜,能够有效地阻止气体分子通过 PET 瓶壁,同时可以解决 再循环利用的问题。

目前所采用的一些涂层材料都经过了实践的检验,其中金刚石包装废弃物对环境酿成的影响不容忽视碳素膜(DLC)和氧化硅材料是 工业上非常受欢迎的材料。氧化硅涂层用于提高 PET 薄膜的气体阻隔性能比金刚石碳素膜要早。 在上个世纪 80 年代初期,就开始通过物理气相沉积和化学气相沉积方式得到氧化硅涂层。然而 氧化硅薄膜具有脆性,为了在 PET 表面获得持久的机械强度,则需要相对复杂的处理。近年来金 刚石碳素膜(无定型的碳氢化合物)涂层于 PET 表面的一些产品在市场上已经出现,PET 瓶的气体 阻隔性能得到了很大提高。

金刚石碳素膜涂层过程

金刚石碳素膜涂层一般采用等离子体化学气相沉积技术(PCVD),在真空条件下,通过等离子 体气相沉积技术在 PET 瓶内表面得到非常薄的 DLC 涂层。涂层的制备过程如下:首先把瓶子放 在真空室里进行抽真空处理,然后注入 C2H2 气“这3类产品目前已实现工业化体,在变频高压的作用下产生碳氢化合物的等离 子体,最后离子和自由基在 PET 瓶内表面沉积,得到 DLC 涂层。

带动全部钢贸生态的健康发展金刚石碳素膜涂层的特点

DLC 膜含有大量的氢,因此具有非常好的粘结性和抗裂变能力,同时使 PET 瓶具有如下优 点:气体高阻隔性能,阻隔氧气和二氧化碳,保证饮料的品质;风味阻通过与Genomatica公司签订合作协议隔性能,阻止瓶子和包装 物之间的迁移和吸附过程,使软饮料保持原有的风味;UV 阻隔性能,具有吸收紫外线的功能, 避免软饮料受紫外线的影响;化学惰性,不会和其它物质反应,具有化学稳定性;利于回收利用 同时保持 PET 瓶的现有优点。

DLC 涂层使 PET 瓶的阻隔性能得到很大提高,但是 PET 瓶的阻隔性能与温度的变化有较大 的关系。温度升高时,涂层和未涂层的 PET 瓶的阻隔性能都会降低,这表明尽管该涂层是热稳定 性的材料,但是分子的热运动仍会影响 PET 瓶的气体阻隔特性。

DLC 涂层 PET 瓶的发展

DLC 涂层的 PET 瓶未来主要从市场需求出发,着眼于技术的发展和完善。应用前景非常看 好,市场潜力很大,估计占有 PET10%的市场份额,广泛应用于软饮料的包装,包括茶、果汁、 碳酸饮料等。目前在日本用于茶饮料的包装,已经在市场上出现,在 2005 年已有 5000 万个进入 市场。随着软饮料市场的逐步扩大,DLC 涂层 PET 瓶将会得到进一步地推广应用。

来源:中国工业金刚石信息

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