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      技術交流

      氧化物鍍膜

      非金屬真空鍍膜技術是以耐溫性能良好的塑料薄膜為基材,以SiO、SiO2、MgO、Al2O3、TiO2、Gd2O3、Y2O3等物為蒸鍍原料,經高溫、高真空蒸發附積在基材表面,形成一層致密鍍膜,獲得像鍍鋁那樣具有高阻隔性、且微波透過性能良好的復合包裝材料。
      一、 蒸鍍材料和基材的篩選與分析
      影響非金屬鍍膜微波包裝材料質量的基本因素是蒸鍍原料與基材。為了保證非金屬氧化物在塑料薄膜表面蒸鍍形成阻隔性能優良的鍍膜,基材與蒸鍍原料的性能及相容性是至關重要的。
      1. 蒸鍍原料的選擇與確定
      與金屬、玻璃基材不同,塑料膜耐熱性能差,蒸鍍原料較高的氣化溫度和蒸發能導致在蒸發過程中蒸鍍區溫度較高,大量的輻射熱使得基材吸收過量的熱能而溫度升高;同時,氣化分子、離子和其它微粒在基材表面凝結成膜時放出的熱量致使基材溫度過高而發生嚴重的熱變形。熱變形后基材起皺,造成鍍膜不均勻或破裂,達不到提高阻隔性能的效果。另外,氣化點較高的蒸鍍材料氣化后的分子動能衰減快,到達基材表面后粒子能量較低,一方面與基材表面很難發生進一步物理和化學作用,僅被吸附;另一方面粒子間互相作用微弱,無法形成致密的鍍膜,影響阻隔效果。
      SiOx鍍膜與各種基材都具有良好的結合牢固度,阻隔性能優異,但帶有一定的色澤(隨X值的不同,色澤從褐色至淺黃),柔韌性不如其它氧化物膜,尤其在鍍層較厚時容易發生皺裂。Al2O3、SiO2、MgO膜層具有自身的特點,如透明無色,較薄時柔韌性好,但與塑料表面結合牢固不高。為此,單獨使用這些材料很難制出理想的阻隔膜。為了結合兩者的優點,克服各自的不足,我們先在基材的表面蒸鍍一層氧化硅膜,然后再在氧化硅膜表面蒸鍍其它氧化物,如Al2O3、SiO2、MgO,即進行復合蒸鍍的復合材料。
      復合蒸鍍雖然提高了材料的阻隔性能,但是在實際生產中對工藝和設備的要求較高,蒸鍍設備應具備雙蒸發源,或用兩臺設備才能完成這種工藝,這無疑將增加投資和生產成本。為了解決這一難題,我們把氧化硅與其它氧化物按一定的比例混合在一起制成雙成分或多成分的蒸鍍原料,然后在不同基材上進行蒸鍍加工,即混合蒸鍍。由于氧化硅氣化溫度低,在大功率的電子束轟擊下瞬間升華氣化附積在基材表面,而熔點、氣化點、氣化能較高的其它氧化物只有在獲得足夠的電子轟擊能之后才能氣化,因而氣化速度略滯后于氧化硅,進而在氧化硅成膜面上附積,結果類同于復合蒸鍍的效果。測試表明,混合蒸鍍膜的阻隔性能亦優于單成分蒸鍍制成的復合材料。
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