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影响阻隔性镀铝薄膜质量的主要因素

发布时间:2017-11-18

影响阻隔性镀铝薄膜质量的主要因素

       阻隔性镀铝薄膜质量指标最为重要的是薄膜的阻隔性。影响镀铝薄膜阻隔性的因素众多,其中最主要的是镀铝层的致密度、镀铝层的厚度以及镀铝层和塑料薄膜间的结合牢度等,其影响因素可归纳为设备和基膜质量两个方面。

一、    影响塑料薄膜镀铝质量的设备因素主要是蒸镀室的真空度。高水平的设备是获得高阻隔镀铝薄膜的基础,没有高水平的镀膜设备,就不可能制得高质量的镀铝型阻隔薄膜。一般来讲,真空度越高,镀铝薄膜的蒸镀效果越佳,镀膜层致密度提高,阻隔性也明显改善,因此在选择锻膜设备的时候,应当对镀铝时真空室的真空度予以特别的关注。

       在阻隔性镀铝薄膜的生产过程中,遇到最多的往往是蒸镀基膜对蒸镀薄膜质量的影响,因此在不少文献都对这方面的内容进行了讨论。

      高质量的镀铝薄膜,镀铝层在薄膜表面上,必须牢固地附着,因此要提高薄膜的镀铝效果,就要求增强镀铝层与薄膜表面之间的附着牢度。这里就附着机理、BOPET薄膜的表面结构性能及其影响因素等几个方面进行简要的介绍。

 二、     附着机理:塑料薄膜一般都具有良好的化学稳定性,表面缺乏活性基团,因此通常难以与铝层发生化学反应,生成化学键,镀铝层和塑料薄膜间的结合,通常是通过分子间相互作用而产生的,因此在讨论镀铝层与基膜间的结合牢度的时候,需要从了解分子间的作用开始。众所周知,分子间的作用力,有范德华力及氢键等。范德华力包括取向力、诱导力和色散力,其中取向力是极性分子永久偶极矩通过静电相互作用而产生的吸引力,其作用能最高,为1.2X104〜2.1X104J/md;诱导力是极性分子对其他极性分子和非极性分子发生作用而产生的力,其作用能为0.6X104〜1.2X104J/mol;色散力是分子的“瞬时偶极矩”相互作用产生的作用力,普遍地存在于非极性分子之间、极性分子之间以及极性分子与非极性分子之间,但色散力较弱,小分子的色散作用能一般为0.8X103-8.4X103J/mol;氢键是分子中含氢的官能团AH和相邻分子中的原子B所形成的分子间的弱化学键,其键能为2.IX104-4.2X104J/mol,氢键比化学键的能量要小,但比普通范德华力要大得多。要提高塑料薄膜和镀铝层之间的结合牢度,应当尽可能地提髙塑料薄膜的表面和镀铝层的极性,增加它们相互作用中取向力的比例。然而虽然镀铝层是具有很高表面能的极性物质,但塑料薄膜的表面一般都是非极性(或者低极性的),即使具有一定的极性(如BOPET、BOPA等塑料薄膜),其极性也比较低,塑料薄膜(特别是非极性的塑料薄膜)与铝层之间的结合,缺乏作用能较强的取向力,而主要依靠比较弱的诱导力及色散力,因此它们间的附着牢度是相当低的。从上面的简单的叙述不难看出,要增强分子间的附着力,选取适当的塑料薄膜,或者通过对塑料薄膜的表面处理,使其表面分子具有较强的极性甚至带有含氢的官能团,使塑料薄膜的表面和镀铝层之间有可能通过较大的取向力乃至氢键结合,将大幅度提高镀铝层的结合牢度。

三、    除了分子间的作用之外,镀铝层与塑料表面间的机械作用(机械锚接)也是镀铝层和塑料薄膜间结合的一个重要因素。光滑的塑料薄膜表面与镀铝层的附着牢度不好,因为它们之间的接触面积相对较小,而且缺少必要的机械锚固作用。如果对薄膜表面进行适当的处理,使之具有一定的粗糙度,一方面可增大铝层与薄膜表面的有效接合面;同时还可以使真空镀铝时凝结的铝,局部进入塑料薄膜粗糙表面的凹陷和微孔中,蒸镀铝在孔隙中的机械镶嵌,形成微小的机械联结点,将铝层牢牢地“锚固”在薄膜表面上,从而明显地增强镀铝层和塑料薄膜之间的结合牢度,当然塑料表面粗糙度需要保持在一个适度的范围之内,如果处理不当,塑料薄膜的表面过于粗糙,往往会导致镀铝不能完全填满微孔的弊端,反而造成黏附缺陷,使镀铝层在塑料薄膜表面的附着力降低。

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