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高阻隔高分子材料研究进展摘要：随着生活水平的提高，人们对各种包装材料的要求越来越高，如食品的包装材料需要有高阻隔性、阻氧性、阻湿性，来延长食品货架寿命。
为了满足要求，人们不断研究各种高分子材料阻隔技术。
关键词：高分子；阻隔技术；共混引言“高阻隔”无疑是一种非常理想的属性，是许多聚合物包装材料都要求具备的特性之一。
在专业术语中高阻隔是指对低分子量的化学物质，如气体和有机化合物等具有非常低的透过性。
高阻隔包装材料可以有效的保持产品的原始性能，延长其货架寿命。
1阻隔机理物质对聚合物薄膜的渗透性取决于透过物的种类，聚合物的结构、性能以及透过物与聚合物的相互作用。
聚合物的结晶结构链段排列整齐、堆砌密度大，小分子渗透物难以渗入通过，其对聚合物薄膜的渗透主要是通过非晶区、结晶缺陷部分而实现的，另外材料的微裂纹、针孔、缺陷均会导致渗透性的增加。
根据物理化学中的吸附理论，小分子对聚合物薄膜的渗透基本是经过以下过程：(1)小分子在聚合物表面的吸附；(2)溶解；(3)小分子在高浓度一侧(P1)的薄膜表面达到溶解平衡；(4)由于浓度梯度的存在，小分子向薄膜的另一侧(P2)扩散；(5)解吸。
其中渗透系数P决定于扩散系数D和溶解系数S(P=DS)。
小分子在聚合物表面的吸附与聚合物的成分、结构以及表面状态有关，如表面缺陷有利于小分子吸附。
小分子物质在聚合物基体中的扩散与聚合物的自由体积有很大关系，自由体积大则渗透性强，而升高温度时聚合物自由体积变大，故渗透系数亦会增大。
另外，小分子物质与大分子物质的键合与非键合作用也会影响小分子物质在大分子中的溶解与扩散，而高分子材料交联、链段刚性的增加、相容剂的加入等均会限制链的运动，致使材料难以溶胀、相界面上链段运动自由度减小，从而使材料渗透性下降，增加其阻隔性。
2高阻隔高分子材料研究进展2.1纳米复合材料纳米复合材料是利用不可渗透且具有大的长径比的片状纳米粒子(如石墨烯、纳米粘土、碳纳米管、层状双羟基复合金属氧化物和纳米微晶纤维素等)通过插层复合法、原位聚合法或溶胶－凝胶法制备的纳米复合材料。
新型高阻隔性包装材料一GT薄膜近年来，国际上出现了一种新型高阻隔性包装材料镀膜材料，它是以PET膜为基材，在其表面沉积SioX蒸汽而形成的一种高阻隔性透明包装薄膜，简称GT薄膜。
由于使用了SiOx这种制造玻璃的成分，所以GT薄膜也被称为“软玻璃:目前，这种包装材料在美国、日本及欧洲等国家和地区的商品包装中已经得到广泛应用。
1GT薄膜的阻隔性能及其应用GT薄膜不仅可以到达铝塑复合材料的阻隔性能，而且还有许多显著的特点，如阻隔性能不会因温度和湿度的变化而改变；保香性能优于PVDC,能阻止外界的异味渗入；透明性、微波穿透性能优良，适合微波食品包装等；同时其包装废弃物有较好的环境适应性。
目前，这种包装材料在一些发达国家已得到广泛应用。
如日本已用其包装方便食品、酒类、饮料、果汁、洗涤剂以及作为软管、盖膜（如快餐食品、微波食品容器）、蒸煮袋等使用；美国则主要用SiOx/PE/Paper/PE屋脊形包装盒包装柠檬汁、混合果汁等饮料和用作快餐盒盖材及药品包装等；欧洲用于饼干、巧克力、脱水汤料、肉制品、药品等包装（如德国市场上销售的Buss牌带有汤和熟食的可蒸煮、微波加热的快餐即是用PET/SiOx/PET封盖包装的）；另外，在欧洲市场上还有大量的用PE/SiOx/PET/Paper/PE 制成的利乐包装盒，用于果汁、饮料、牛奶等包装，获得与玻璃瓶一样的保鲜、保香效果。
目前，国内SioX镀膜材料的开发研究也已取得了一定成果。
2SiOx镀膜材料的生产工艺和方法SiOx镀膜材料的生产工艺和方法主要有物理蒸镀法(PVD)和化学蒸镀法(CVD)两种。
2.1物理蒸镀法物理蒸镀法是在高真空下以一氧化硅(Sio)作原材料，通过高温加热使之升华，并通过控制氧气的导入量，在塑料基材(PET、OPP1.、1.DPE、BoN等)表面形成X值不同的SioX薄层。
物理蒸镀加热有多种方式。
一种是用电阻丝加热方式，一般用片状的一氧化硅原料；另一种方法是采用大功率电子枪发射强电子束，电子束集中轰击一氧化硅某一点，瞬间产生高温，使之升华，进而沉积在基材上。
2024年高阻隔包装薄膜市场发展现状引言高阻隔包装薄膜是一种具有出色阻挡性能的塑料薄膜，能够有效地阻隔氧气、水蒸气、挥发性物质等对包装物的影响。
随着生活水平的提高和消费者对食品安全和保鲜性能要求的增加，高阻隔包装薄膜市场呈现出快速发展的趋势。
本文将对高阻隔包装薄膜市场的发展现状进行分析，并展望未来的发展趋势。
高阻隔包装薄膜市场的主要特点1.高阻隔性能：高阻隔包装薄膜具有出色的阻隔氧气、水蒸气和挥发性物质的能力，能够有效延长食品等产品的保鲜期限。
2.轻薄环保：高阻隔包装薄膜相较于传统的玻璃、铝箔等材料更加轻薄，节省了材料成本和能源消耗，符合现代环保理念。
3.透明度高：高阻隔包装薄膜能够保持食品的原始颜色、味道和质感，提高产品的吸引力和附加值。
高阻隔包装薄膜市场的发展现状1.包装行业对高阻隔包装薄膜的需求不断增加。
随着包装行业的快速发展，消费者对产品的保鲜性能和品质要求越来越高，推动了高阻隔包装薄膜市场的发展。
特别是食品、医药、化妆品等行业，对高阻隔包装薄膜的需求量较大。
2.技术不断创新，提高产品性能。
高阻隔包装薄膜行业在材料技术、生产工艺等方面进行了长期的研发和创新，大大提高了产品的性能和品质。
目前，已经出现了多层复合高阻隔包装薄膜，进一步提升了阻隔性能。
3.市场竞争激烈，企业加强创新能力。
高阻隔包装薄膜市场竞争激烈，企业通过加强创新能力，不断推出新产品，提高产品的竞争力。
同时，企业也注重与客户的合作，根据客户需求定制化产品，满足市场需求。
4.市场前景广阔，发展潜力巨大。
高阻隔包装薄膜市场具有广阔的发展前景，尤其是在食品、医药、电子等领域。
随着人们对产品质量和安全的不断关注，高阻隔包装薄膜市场有望持续稳定增长。
高阻隔包装薄膜市场发展趋势展望1.技术创新将推动市场发展。
随着科技进步和生产技术的不断发展，高阻隔包装薄膜的阻隔性能将进一步提高，更多的创新材料将被应用于包装行业，推动市场的发展。
2.环境友好型产品将受到关注。
成都清洋宝柏包装有限公司1.铝箔AL2.透明蒸镀膜3.有机/无机双层两面涂覆膜4.超尼龙5.EVOH共挤膜6.PVDC涂覆膜（KOPP,KPET,KNY）成都清洋宝柏包装有限公司铝箔是用高纯度铝经多次压延使其变成极薄的基材产品，是通用包装膜中阻隔性最好的基材。
主要性能：•密闭性、遮光性（可见光、紫外光）；•惰性（除强酸、碱）；•对油、水和其他液体的非吸收性；•卫生、安全、可与食品直接接触（EN602）；•可成型性；•良好的反射性（98%的光、热辐射）；成都清洋宝柏包装有限公司铝箔的基本指标：•密度 2.7•单位面积重量7µm铝箔重量18.9 g/m2•熔点660°C•电阻系数（20℃）6548×108Ω.m•厚度铝箔的定义厚度为小于0.2mm (<200 µm)成都清洋宝柏包装有限公司优点：•高阻隔性能，在所有软包装材料中具有最优异的阻隔性能；•状态稳定,温度在-73℃—371℃时不胀缩变形；缺点：•表观机械强度不高，易撕碎、折断，易卷曲，弯曲后针孔增加会降低阻隔性能；•不耐酸碱；•不透明，不能看见内容物成都清洋宝柏包装有限公司透明蒸镀膜的主要特点:•优异的阻隔性能（防潮、阻氧、保香）•透明性•受温度和湿度的影响很小•柔软（可折叠和抗机械拉伸）•易于印刷和复合加工•对环境造成的污染小•适用于微波炉•可使用金属探测器成都清洋宝柏包装有限公司1、优异的阻隔性能：•氧气和水蒸气的高阻隔性•阻隔性受温度和湿度的影响很小•复合后阻隔性得到进一步提高•氧气透过率（OTR）：1～3cc/m2d@23℃ 50%RH •水蒸气透过量（MVTR）：≦1g/m2/d@38℃ 90%RH成都清洋宝柏包装有限公司2、优良的透明性：•透明纳米涂覆•大于90%可见光透过量•微波炉/金属检测器透明度成都清洋宝柏包装有限公司3、柔软（可折叠和抗机械拉伸）：•薄的氧化涂层（18nm）、能量消耗低•伸长率范围广0～4%•易于印刷和复合加工成都清洋宝柏包装有限公司成都清洋宝柏包装有限公司4、适用于微波炉、可使用金属探测器这是一种适用于高温蒸煮食品包装的高阻隔性透明薄膜，在该产品表面有以纳米科技作为基础独自开发的特殊复合阻隔材料的涂层。
蒸镀氧化铝
蒸镀氧化铝是一种常见的材料处理技术，常用于制造电子元件、光学器件和装饰品等。
蒸镀是指在真空条件下，将金属或非金属材料加热蒸发，使其沉积在基底上形成薄膜的过程。
氧化铝是一种高硬度、高熔点的材料，具有良好的耐热性、耐腐蚀性和光学性能，因此被广泛应用于蒸镀领域。
蒸镀氧化铝的过程通常包括以下步骤：
1. 准备基底：首先需要准备一个干净、平整的基底，通常使用玻璃或金属作为基底材料。
2. 真空处理：将基底放入真空室内，抽真空以去除基底表面的氧气和水分，避免氧化和污染。
3. 蒸发氧化铝：将氧化铝材料放入蒸发源中，加热蒸发，使其沉积在基底上形成薄膜。
4. 控制厚度：通过控制蒸发时间和速度，可以控制氧化铝薄膜的厚度和均匀性。
5. 后续处理：蒸镀完成后，需要对氧化铝薄膜进行后续处理，如退火、蚀刻等，以提高其性能和可靠性。
需要注意的是，蒸镀氧化铝需要在真空条件下进行，因此需要使用专门的设备和技术，以确保蒸镀过程的顺利进行和蒸镀产品的质量。
高阻隔封装膜材料
高阻隔封装膜材料是一种能够有效阻隔气体、蒸汽和液体的材料，在封装过程中起到保护和隔离作用。
以下是几种常见的高阻隔封装膜材料：
1. 铝箔膜：铝箔膜是一种由铝箔和塑料薄膜复合而成的材料，具有优异的阻隔性能，能够有效阻隔氧气、水蒸气和光线的进入。
常用于食品、药品、化妆品等领域的包装材料。
2. 聚酯薄膜：聚酯薄膜是一种聚酯树脂制成的薄膜材料，具有良好的阻隔性能和耐高温性能。
常用于电子产品、光学材料等领域的封装材料。
3. 尼龙薄膜：尼龙薄膜是一种聚酰胺材料制成的薄膜，具有较好的气体和水蒸气阻隔性能，还具有良好的耐热性和耐化学性。
常用于食品包装、药品包装等领域。
4. PVDC薄膜：PVDC薄膜是一种聚氯乙烯树脂制成的薄膜，
具有优异的氧气阻隔性能、耐水性和耐热性。
常用于食品、医药、农药等领域的高阻隔包装材料。
这些高阻隔封装膜材料在不同领域具有广泛的应用，能够有效延长产品的保质期，保护产品的质量和安全。
透明阻隔蒸镀薄膜目前，人们对食品、药品等产品安全以及产品包装的装饰美化效果提出了更高的要求。
为了提高商品的流通周期与货架寿命，商品包装的作用日益重要。
包装在提供防止内容物受外界微生物或其它物质的污染，防止或减少内容物氧化等其它反应方面有着不可替代的作用。
为满足食品、药品等保质、保鲜、保香等要求，高阻隔包装材料的应用越来越普遍。
高阻隔包装材料除了必须有良好的阻氧（如油脂食品）、阻湿（如干燥食品）或气味阻隔性能（如芳香食品）以外，还要有良好的化学稳定性，如适合食品的高温消毒和低温储藏等特点。
铝箔可能是目前软塑包装上使用的阻隔材料中阻隔性能最好的材料，但是铝箔的复合加工性能较差，容易发生皱褶、断裂，影响铝箔的阻隔性，包装成本相对较高，消耗资源较多。
为了提高加工适性，降低成本，上世纪80年代，人们将真空镀铝薄膜应用在软包装上。
由于其较为优良的阻隔性能、优异的金属光泽和较低的生产成本，迅速得到了普及，在某些场合下，真空镀铝膜已经取代了很大一部分铝箔软塑包装的市场。
但是铝箔和真空镀铝膜的使用也有限制，它们均不透明，不能用于需要微波加热的食品包装，也不能用于需要进行金属探测的食品或药品包装。
为了拓宽软包装应用领域，满足产品包装多样化需求，人们相继开发出具有阻隔性能的透明薄膜材料如含EVOH树脂共挤薄膜、涂覆PVDC薄膜、涂布PVA薄膜等。
这些薄膜各有优点，但也存在一些不足，如PVDC涂布膜的环保性、EVOH共挤膜的环境适应性等等，在一定程度上影响到它们的使用范围。
20世纪90年代中期，欧美等一些发达国家和亚洲的日本开始对金属或无机氧化物镀膜（氧化铝或氧化硅蒸镀膜）技术进行研究开发，氧化物镀膜是一种透明度高，阻隔性能好，大气环境适应性优良，具有高微波穿透性和环保性的新型包装材料。
可广泛应用于食品、饮料、肉制品、调味品、乳品、电子零件、精密仪器配件、微波制品、医药等多个领域的包装。
目前，我国国内已有应用的氧化物镀膜主要有镀氧化铝薄膜和镀氧化硅薄膜。
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
蒸镀透明阻隔薄膜在包装上的应用分析(二)
4．蒸镀膜的组成及构造为了探杂氧化硅蒸镀薄膜的组成，可以通过液浸法测定折射率，并和文献值比较。
结果如表1所示。
从结果可以看出，蒸镀薄膜的组成系Si2O3和Si3O4的混合物，其组成实际上随蒸镀条件瞬息万变，是不能确定的。
这也可以从化合物蒸镀膜组成的非化学计量性得知。
特别是在Si和O二组份系列蒸镀膜方面有很多研究报告，请参考。
氧化硅蒸镀膜利用ESCA进行组成比分析的结果也表明，Si-O的结合状态如明所述，系Si2O3和Si3O4的中间氧化状态。
关于蒸镀膜的构造，我们可以从GT膜的X线衍射结果和GT膜的分光特性中看出，它是无定形色形特性曲线，属于非晶质。
因此，如果不从严格的学术性出发，氧化物蒸镀薄膜可以称为玻璃蒸镀薄膜。
表2列出了现在使用的阻氧性容器基材薄膜与玻璃蒸镀（正确地讲
应为氧化硅蒸镀）薄膜的特性比较。
表 2 典型的阻隔性薄膜的性质
氧气透过率透湿度耐水性耐蒸煮性缺点
PVDC/PET 2.0-8.0 2.0-10.0 良好不太好贴合、黄变
EVOH 1.0-3.0 30-100 不太好不可能湿度依存性大
PVA 14.0 1100 不好不可能湿度依存性大
AL蒸镀PET 0.5-1.0 1.0-1.5 良好不太好不适用于电子灶具
AL箱0 0 良好良好不适用于电子灶具
GT薄膜1.0-2.0 1.0-3.0 良好良好需要实际使用中的诀窍注：（1）氧气透过率：ml/m2·24hr,25℃,85%Rh
专注下一代成长，为了孩子。
20塑料包装2018年 第28卷 第2期近年来，高阻隔膜材料因阻隔性能优异，且成本低廉、使用方便、透明度好、印刷适应性强、机械性能好等优点，在市场上广泛应用于食品、药品、化学品等产品包装，得到飞速发展，全球高阻隔包装薄膜市场规模高达113.2亿美元[1]。
高阻隔膜材料具有良好的阻气性、阻湿性、阻油性、保香性等重要特性。
第一代阻隔膜材料以聚乙烯（PE ）、聚酯（PET ）、聚偏二氯乙烯（PVDC ）等有机薄膜为代表，但这些材料自身的结构特性决定了其对气体和液体分子的阻隔能力有限[2-3]。
随着食品饮料、医疗、电子等领域产品强劲的需求推动，对包装阻隔性的要求也越来越严格，现已实际规模生产出以下多种性能优异的高阻隔膜包装薄膜。
共挤出复合膜材料取得新的研究进展，黄山永新股份有限公司将EVOH 与PE 、PA 共混改性已经生产出PE/PA/EVOH/PA 强韧性高阻隔复合膜，综合性能优异，具有良好的应用前景。
涂布复合膜是将阻隔性聚合物溶解在溶剂中形成涂布液，利用涂布设备将涂布液涂布于基膜表面，干燥熟化后形成的多层复合膜。
目前涂布复合膜研究取得了很多新进展，桑利军等[4]在PP 、PE 、CPP （流延聚丙烯）、PET （聚酯）薄膜上涂布2-4μm PVDC 的复合薄膜，其透气性和透湿性显著降低，应用于制造药品复合包装袋复合膜材料。
以铝箔、镀铝膜为阻隔层的阻隔包装材料制备工艺简单，阻隔性能优异、使用方便，广泛应蒸镀氧化铝、氧化硅型高阻隔性包装薄膜潘健 叶青松 胡国利（黄山永新股份有限公司，黄山 242700）摘要：阻隔膜材料因优异的阻隔性能在食品、药品、日化、电子等产品包装等领域具有广泛的应用，本文简要介绍了多种高阻隔材料，详细论述了蒸镀氧化铝、氧化硅型高阻隔性膜进程、技术工艺、阻隔性能及原理和应用。
关键词：高阻隔 蒸镀 氧化铝 薄膜包装The High-barrier of Evaporated Alumina and Silicon Oxide Packaging FilmJianye Pan Qingsong Ye Guoli Hu（HuangshanNovel Co., Ltd., Huangshan 242700）Abstract ：The barrier film material has a wide range of applications in the fields of food, medicine, dailychemicals, electronics and other product packaging because of its excellent barrier properties.This article briefly introduces a variety of high-barrier materials, discusses in detail the progress and technical processes, barrier properties, principles and applications of vapor-deposited alumina andsilicon oxide high-barrier film.Keywords ：High Barrier Evaporation Alumina Packaging film2018年 第28卷 第2期 用于食品药品包装，甚至电子产品封前黄山永新股份有限公司已经研发高附着力VMCPP 和高阻隔性VMCP 改良CPP 基膜镀铝面特性（合理的极树脂材料配比）和铝层致密性的镀铝量的控制），实现VMCPP 铝层附WVTR≤0.6gm/(m 2.day)18cc/(m 2.day)这两大优势，并且已经跨国企业的膨化饼干食品包装和药物铝箔需要具有一定的厚度，这增加了成本。
此外，铝箔制袋时，折痕处易影响其阻隔性。
铝箔和镀铝膜不透明品不能进行微波加热，限制了其应用发蒸镀新型包装薄膜成为必然。
20世纪80年代中期，日本三菱PVA 、PET 、PA 为基材，开始研究将化硅用作阻隔层，开启新一代高阻隔 塑料包装产品封装领域。
目经研发生产出铝层VMCPP ，主要通过理的极性与非极性的镀铝工艺（气流层附着力一级和y)、OTR≤且已经应用于知名和药物包装。
但是增加了包装材料的痕处易出现裂纹，不透明，包装的产应用的范围，开本三菱树脂先后以研究将蒸镀无机氧高阻隔薄膜研究的热潮，但由于技术及成本等原的市场规模[5]。
直到2001年，德国研发子枪成功应用于氧化硅阻隔层阻隔膜的应用得到了发展。
近公司推出热蒸发铝直接制备阻隔膜的生产速度大大提高。
其中物理蒸镀法真空蒸镀薄膜，途径主要通过物理气合等离子体辅助化学气相沉备[6]。
生产速率高，能达到际上已经广泛使用。
主要原理电阻丝方式加热，温度可达能量较高，达20 kW/cm 2，温-6000℃，通入的等离子气体（氧气）的体积比为100:20Al 2O 3，如图1。
图1 AlOx 镀膜原理-反应蒸发镀图2 不同材质阻隔性对比21本等原因，没有形成一定国研发的100 kW 大功率电阻隔层的蒸发，使氧化物展。
近年来，英国BOSTCH 制备阻隔层的技术，使阻高。
空蒸镀SiOx 和AlOx 阻隔理气相沉积法（PVD ）结相沉积（PCVD ）方法制达到350-600 m/min ，在国要原理是电阻式蒸发源以可达1500℃，电子束加热，温度最高可达3000℃气体（氩气）和反应气体0:20时薄膜的成分接近于22塑料包装2018年 第28卷 第2期AlOx 包装薄膜不仅具有赋予高透明性、可微波炉加工、实现水煮或蒸煮杀菌，可直接印刷、安全环保等特性，而且拥有保香性和优越的高阻隔性，如图2。
AlOx 包装薄膜具有优良的阻隔特性原因[7-8]在于：（1）不饱和的AlOx 与基膜表面游离O 形成饱和AlOx ，形成对称稳定结构；（2）AlOx 与基膜表面未饱和H 形成H …O 键，形成致密结构；（3）非极性的H 2O 、O 2等分子不易与极性的AlOx 薄膜吸附，△H ＜0。
而SiOx 阻隔薄膜阻隔性基本原理亦是如此。
黄山永新股份有限公司目前致力于开发AlOx 包装薄膜，实现了高附着力和高阻隔两大特性，已经实现了规模生产，广泛应用食品、药品、电子等包装。
如PET/12镀AlOx/CPP 、BOPP/12镀AlOx/PE 等材质应用于薄膜包装中。
当前，在食品、药品、化学品产品的强劲市场需求推动下，包装膜材料持续快速发展，产品对膜材料的要求更高，要求开发高阻隔性、保鲜性、耐热性、抗菌性等多功能性膜材料，其中高阻隔膜材料发展迅速。
同时随着资源越来越紧缺和人们环保意识增强，开发环境友好高阻隔膜材料也成为热点。
黄山永新有限公司都在根据人们的生活习惯和各类阻隔性包装的实际要求，认真研究相关的包装市场，找准切人点，以期有所收获。
根据国家科技部“十三·五”期间提出的包装材料的发展方针，高阻隔、高透明、多功能型、轻量化包装材料将是我国今后发展的重点。
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