Pregradna tehnologija materialov z visoko pregrado

Za izboljšanje učinkovitosti pregradnih materialov se običajno uporabljajo naslednje tehnične metode:
1. Večplastni kompozit
Večplastni kompozit se nanaša na postopek kombiniranja dveh ali več filmov z različnimi pregradnimi lastnostmi z določeno tehniko. Na ta način, da prodirajoče molekule dosežejo notranjost embalaže, morajo preiti skozi več plasti filma, kar je enakovredno podaljšanju prepustne poti in izboljšanju delovanja pregrade.
Ta metoda združuje prednosti različnih membran za pripravo kompozitnega tankega filma z odlično celovito zmogljivostjo, njen postopek pa je preprost.
Vendar pa je v primerjavi z intrinzičnimi materiali z visoko pregrado uporaba te metode za pripravo tankih filmov debelejša, nagnjena k težavam, kot so mehurčki ali pokanje gub, ki vplivajo na učinkovitost pregrade, in ima razmeroma zapletene zahteve glede opreme in višje stroške.
2. Površinski premaz
Površinska prevleka se nanaša na uporabo fizikalnega naparjevanja (PVD), kemičnega naparjevanja (CVD), atomskega naparjevanja (ALD), molekularnega nanosa (MLD), samosestavljanja plast za plastjo (LBL) ali tehnike nanašanja z magnetronskim naprševanjem za nanos kovinskih oksidov ali nitridov na polimerne površine, s čimer tvorijo gosto in proti pregradam odporno prevleko na površini tankih filmov.
Vendar imajo te metode težave, kot so dolgotrajni procesi, draga oprema in zapleteni procesi, lahko pa povzročijo tudi napake, kot so luknjice in razpoke med servisiranjem.
3. Nanokompozitni materiali
Nanokompozit je vrsta nanokompozita, pripravljenega z interpenetracijo kompozita, in situ polimerizacijo ali sol gel metodo z uporabo neprepustnih kosmičev z velikim razmerjem stranic. Dodatek listnatih nanodelcev lahko ne le zmanjša volumski delež polimerne matrike v sistemu, da zmanjša topnost prepustnih molekul, ampak tudi podaljša prepustno pot prepustnih molekul, zmanjša hitrost difuzije prepustnih molekul in izboljša pregrado uspešnosti.
4. Modifikacija površine
Zaradi pogostega stika z zunanjim okoljem lahko polimerne površine vplivajo na njihovo površinsko adsorpcijo, pregradne lastnosti in tiskanje.
Za boljšo uporabo polimerov v vsakdanjem življenju je površina polimerov običajno obdelana. V glavnem vključuje površinsko kemično obdelavo, modifikacijo površinskega cepljenja in plazemsko površinsko obdelavo.
Ta način zahteva preprosto izpolnjevanje tehničnih zahtev, preprosto opremo in nizke enkratne investicijske stroške, vendar ne more doseči dolgoročne stabilnosti. Ko je površina poškodovana, bo učinkovitost pregrade resno prizadeta.
5. Dvosmerno raztezanje
Z biaksialnim raztezanjem je mogoče polimerne filme usmeriti tako v vzdolžni kot v prečni smeri, s čimer se izboljša urejenost razporeditve molekulske verige in tesnejše pakiranje, kar oteži prehod majhnih molekul, s čimer se izboljšajo pregradne lastnosti. Ta metoda zaplete postopek priprave intrinzičnih polimernih filmov z visoko pregrado in oteži bistveno izboljšanje pregradnih lastnosti.