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　　阻隔膜制备工艺

　　聚合物多层工艺

　　美国Vitex公司采用聚合物多层（PML）工艺，实现了超高阻隔膜的商业化生产。PML工艺是由美国GE公司制造电容器的工艺发展而来的。

　　PML工艺图

　　在20时纪70年代末到80年代初期，GE公司制造了一种多层聚合物/铝结构的电容器，这种结构具有很平滑的表面，有些研究人员就意识到这种结构可以改善阻隔材料的性能，对此工艺不断改进就有了Vitex公司的PML工艺。

　　这一工艺的关键之处在于首先在基材上通过闪蒸技术沉积液体单体膜（聚丙烯酸酯）。

　　因为这层膜是液体的，所以可以填充表面的缺陷，从而使得表面平滑、平坦。然后再UV固化成膜。这样可以使得表面的粗糙度小于1nm。然后再在平滑表面上反应溅射沉积阻隔材料。

　　如此有机膜和无机膜循环沉积几次，沉积几双（一双为一层有机层加一层无机层）所得的产品即可达到超高阻隔性能。产品结构的扫描电镜（SEM）截面图如下。

　　四双阻隔膜的SEM截面图

　　这种结构中的有机层可以使无机层的缺陷彼此不关联，这样通过一层的水氧就不能直接穿过整个结构。PML工艺既可以使用单独的阻隔基材（柔性基材），也可以制作成封装材料。

　　多层阻隔膜在卷对卷工艺上连续制成（无印刷），其宽度可长可达1.5m，速度上限可达到3m/min。生产成本因工艺设计、大小、生产能力不同，Barix封装材料为0.05～0.10$/m2，柔性阻隔膜成本为5～50S|/m2（因基材和所需性能不同）。

　　在柔性基材上的阻隔产品使用钙法测试其透水量小于10－6g/m2。应用不同其层厚也不同，单层聚合物膜厚为0.25到几微米，单层无机层厚为20～100nm。

　　氧化铝层的沉积采用直流反应溅射，其工艺温度较低，平均温度为40℃，高温度才80℃。产品的透明度在可见光范围内可达到90%。

　　Barix产品可直接替代玻璃盖板用于OLED显示器上。在2008年，三星SDI公司使用Barix产品创造了世界上薄的显示器。

　　美国3M公司的多层阻隔膜结构与Vitex的相似，采用的也是真空卷对卷工艺。

　　在此工艺中采用化学气相沉积有机层，溅射沉积无机层。其产品的阻水率达到10－6g/m2。在2005年3M就与Add-Vision公司紧密合作，使PLED显示器的寿命超过了1000h。

　　乙烯/乙烯醇共聚物

　　EVOH一直是应用多的高阻隔性材料。这种材料的薄膜类型除了非拉伸型外，还有双向拉伸型、铝蒸镀型、黏合剂涂覆型等，双向拉伸型中还有耐热型的用于无菌包装制品。

　　EVOH的阻隔性能取决于乙烯的含量，一般来说当乙烯含量增加时候，气体阻隔性下降，但易于加工。

　　EVOH显著特点是对气体具有极好的阻隔性和极好加工性，另外透明性、光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常优异。

　　在包装领域，EVOH制成复合膜中间阻隔层，应用在所有的硬性和软性包装中；在食品业中用于无菌包装、热罐和蒸煮袋，包装奶制品、肉类、果汁罐头和调味品；在非食品方面，用于包装溶剂、化学药品、空调结构件、汽油桶内衬、电子元件等。在食品包装方面，EVOH的塑料容器完全可以替代玻璃和金属容器，国内多家水产公司出口海鲜就使用PE/EVOH/PA/RVOH/PE五层共挤出膜真空包装。在加快EVOH复合膜研究同时，国外也在研究EVOH拉伸取向，新型EVOH薄膜对气体的阻隔性能为现有的高性能的非拉伸EVOH薄膜的3倍。另外EVOH也可以作为阻隔材料涂覆在其他合成树脂包装材料上，起到增强阻隔性能效果。