近期隨著OLED顯示的持續(xù)發(fā)酵，OLED材料火了，其中高阻隔膜更是成了資本界的追逐的對(duì)象。

那么高阻隔膜究竟是什么？本文為你解密風(fēng)口上的高阻隔膜。

“高阻隔”無(wú)疑是一種非常理想的屬性，是許多聚合物包裝材料都要求具備的特性之一。在專業(yè)術(shù)語(yǔ)中高阻隔是指對(duì)低分子量的化學(xué)物質(zhì)，如氣體和有機(jī)化合物等具有非常低的透過(guò)性。

高阻隔包裝材料可以有效保持產(chǎn)品的原始性能，延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命。

| 常見(jiàn)高阻隔材料

目前，高分子材料中常用的阻隔材料主要有以下幾種：

1. 聚偏氯乙烯（PVDC）

PVDC對(duì)氧氣和水蒸氣具有優(yōu)異的阻隔性。

PVDC的高結(jié)晶性、高密度以及疏水基的存在使得其透氧率和透水氣率極低，從而使PVDC具有優(yōu)異的氣體阻隔性，與其他材料相比可以更好的延長(zhǎng)包裝物品的保質(zhì)期，加之其印刷適應(yīng)性好，易于熱封，因而被廣泛應(yīng)用于食品與藥品包裝領(lǐng)域。

2. 乙烯－乙烯醇共聚物（EVOH）

EVOH是乙烯和乙烯醇的共聚物，具有非常好的阻隔性能。這是因?yàn)镋VOH的分子鏈上含有羥基，而分子鏈上的羥基之間易生成氫鍵，使分子間作用力加強(qiáng)，分子鏈堆積更緊密，使EVOH的結(jié)晶度較高，從而具有優(yōu)異的阻隔性能。

 但是，EVOH結(jié)構(gòu)中含有大量具有親水性的羥基，使得EVOH易吸濕，從而使阻隔性能大大降低；另外，分子內(nèi)與分子間具有較大的內(nèi)聚力及高結(jié)晶度導(dǎo)致其熱封性能較差。

3. 聚酰胺（PA）

一般而言，尼龍的阻氣性好，但對(duì)水蒸汽的阻隔性較差，吸水性強(qiáng)，且隨吸水量的增加而溶脹，使阻氣、阻濕性能急劇下降，其強(qiáng)度和包裝尺寸的穩(wěn)定性也會(huì)受到影響。

此外，尼龍的機(jī)械性能優(yōu)良，強(qiáng)韌耐磨，耐寒耐熱性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，易加工，印刷性好，但熱封性差。

PA樹(shù)脂具有一定的阻隔特性，但吸濕率大，因而影響其阻隔性，所以一般也不能作外層。

4. 聚酯類（PET、PEN）  

聚酯中最常見(jiàn)和應(yīng)用最廣泛的阻隔材料是PET。PET由于化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)稱，分子鏈平面性較好，分子鏈堆砌緊密，容易結(jié)晶取向，這些特點(diǎn)使得其具有優(yōu)異的阻隔性能。

而近年來(lái)應(yīng)用發(fā)展迅速的還有PEN，它有著良好的耐水解性、耐化學(xué)藥品性和耐紫外性。PEN的結(jié)構(gòu)與PET相似，不同的是PET主鏈中含有苯環(huán)，而PEN主鏈中為萘環(huán)。

由于萘環(huán)比苯環(huán)具有更大的共軛效應(yīng)，分子鏈剛性更高，結(jié)構(gòu)更呈平面性，因而PEN具有比PET更優(yōu)異的綜合性能。

| 高阻隔材料的阻隔技術(shù)

為了提高阻隔材料的阻隔性能，目前常采用的技術(shù)手段主要有以下幾種：

1. 多層復(fù)合

多層復(fù)合是指通過(guò)一定的工藝將兩種或幾種阻隔性能不同的薄膜復(fù)合到一起。這樣一來(lái)，滲透分子要想到達(dá)包裝內(nèi)部就得通過(guò)幾層膜，相當(dāng)于延長(zhǎng)了滲透路徑，從而使阻隔性能得到提高。

該方法是綜合了各種膜的優(yōu)點(diǎn)而制備出的一種綜合性能優(yōu)異的復(fù)合薄膜，其工藝簡(jiǎn)單。

但是與本征型高阻隔材料相比，用此方法制備薄膜較厚，容易出現(xiàn)氣泡或開(kāi)裂褶皺等影響阻隔性能的問(wèn)題，而且對(duì)設(shè)備要求相對(duì)復(fù)雜，成本較高。

2. 表面涂覆

表面涂覆即利用物理氣象沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD）、分子層沉積（MLD）、層層自組裝（LBL）或磁控濺射沉積等技術(shù)在聚合物表面沉積金屬氧化物或氮化物等材料，從而在薄膜表面形成致密且阻隔性能優(yōu)異的涂層。

但是，這些方法存在過(guò)程費(fèi)時(shí)、設(shè)備昂貴和工藝復(fù)雜等問(wèn)題，而且涂層在服役過(guò)程中有可能產(chǎn)生針孔、裂紋等缺陷。

3. 納米復(fù)合材料

納米復(fù)合材料是利用不可滲透且具有大的長(zhǎng)徑比的片狀納米粒子通過(guò)插層復(fù)合法、原位聚合法或溶膠-凝膠法制備的納米復(fù)合材料。片狀納米粒子的加入這不僅可以降低體系中聚合物基體的體積分?jǐn)?shù)，以降低滲透分子的溶解度，而且還能夠延長(zhǎng)滲透分子的滲透路徑，降低滲透分子的擴(kuò)散速率，使阻隔性能得到改進(jìn)。

4. 表面改性

聚合物表面由于經(jīng)常與外界環(huán)境接觸，容易對(duì)聚合物的表面吸附、阻隔性、印刷產(chǎn)生影響。

為了讓聚合物能更好的應(yīng)用于日常生活，通常對(duì)聚合物的表面進(jìn)行處理。 主要包括：表面化學(xué)處理、表面接枝改性以及等離子體表面處理。

這類方法技術(shù)條件要求容易滿足，設(shè)備較簡(jiǎn)單，一次性投資成本低，但達(dá)不到長(zhǎng)期穩(wěn)定的效果，一旦表面受到破壞，阻隔性能會(huì)受到嚴(yán)重影響。

5. 雙向拉伸  

通過(guò)雙向拉伸可使聚合物薄膜在縱橫兩個(gè)方向上進(jìn)行取向，使分子鏈排列的有序度提高，堆砌更緊密，從而使小分子更難通過(guò)，進(jìn)而改善阻隔性能，這種方法使本征型高阻隔聚合物薄膜的制備工藝復(fù)雜化，且阻隔性能也難有得到顯著提高。

| 高阻隔材料的應(yīng)用

高阻隔膜其實(shí)早已出現(xiàn)在日常生活中，目前的高分子高阻隔材料主要應(yīng)用于食品與藥品包裝、電子器件封裝、太陽(yáng)能電池封裝、OLED封裝。