I film coestrusi a più strati sono estremamente importanti in diversi settori, in particolare nell'industria dell'imballaggio, dove vengono utilizzati per applicazioni che richiedono eccezionali qualità barriera. Questi film sono progettati per proteggere dall'ossigeno, dall'umidità, dalla luce e da altri fattori ambientali che possono compromettere la qualità degli articoli confezionati e ridurne la durata di conservazione. Lo scopo di questo articolo è quello di analizzare varie strategie e metodi che possono essere utilizzati per migliorare le proprietà barriera dei film coestrusi multistrato. Attraverso l'esame di una serie di prospettive, come la selezione dei materiali, la disposizione degli strati, la modifica delle superfici e le tecnologie utilizzate per il rivestimento, siamo in grado di acquisire conoscenze sulle strategie di successo per migliorare le prestazioni barriera di questi film.

La selezione dei materiali

a. Polimeri barriera: Quando si tratta di aumentare le proprietà barriera dei film coestrusi, la scelta dei polimeri barriera adatti è assolutamente essenziale. Per migliorare le prestazioni barriera, è possibile integrare nella struttura del film polimeri che hanno intrinsecamente elevate qualità barriera. Alcuni esempi di tali polimeri sono l'alcool etilenvinilico (EVOH), la poliammide (PA) e il cloruro di polivinilidene (PUDC).

b. Nanocompositi: L'incorporazione di riempitivi o additivi su scala nanometrica nella matrice polimerica, come le nanoparticelle di argilla o l'ossido di grafene, ha il potenziale per migliorare notevolmente le proprietà barriera dei film coestrusi. Questi nanocompositi producono percorsi tortuosi per la diffusione di gas e umidità, riducendo efficacemente la permeabilità del materiale.

c. Le prestazioni di barriera totale dei film coestrusi possono essere migliorate utilizzando strutture ibride, che prevedono l'impiego di una combinazione di vari polimeri con qualità di barriera complementari tra loro. È possibile creare strutture ibride utilizzando strati barriera insieme ad altri strati funzionali o aggiungendo vari polimeri barriera alla struttura.

Disposizione degli strati

a. Posizionamento dello strato barriera: Avvicinare lo strato barriera alla superficie esposta all'ambiente esterno può contribuire a migliorare le proprietà barriera complessive dei film coestrusi. Grazie a questa posizione, il canale di diffusione dei gas e dell'umidità viene ridotto, con conseguente miglioramento delle prestazioni di barriera del film.

Adesione interstrato: È essenziale garantire una forte adesione interstrato tra i vari strati di polimero per evitare la produzione di microfessure o delaminazioni, che potrebbero compromettere le qualità barriera del materiale. Durante il processo di coestrusione, è possibile ottenere una buona adesione tra gli strati controllando in modo appropriato le condizioni di lavorazione, come la temperatura e la pressione.

c. Progettazione dello strato centrale: Ottimizzando le proprietà dello strato centrale, che è circondato da strati barriera, è possibile contribuire a migliorare le prestazioni della barriera. Il film coestruso può beneficiare della capacità dello strato centrale di fornire resistenza meccanica, stabilità dimensionale o qualità barriera aggiuntive.

Modifica della superficie

a. Le proprietà superficiali dei film coestrusi possono essere efficacemente modificate con il trattamento al plasma, che è uno dei metodi inclusi nella modifica delle superfici. L'aumento dell'energia superficiale, il miglioramento della bagnabilità e l'aumento dell'aderenza dei rivestimenti o degli strati barriera sono tutti possibili risultati di questa sostanza. Anche la pulizia del film può essere migliorata grazie al trattamento al plasma, che può eliminare le impurità.

b. Tecnologie di rivestimento: L'applicazione di rivestimenti barriera, come l'ossido di silicio (SiOx), l'ossido di alluminio (AlOx) o i rivestimenti con deposizione chimica di vapore al plasma (PECVD), ha il potenziale per migliorare notevolmente le proprietà barriera dei film coestrusi. Questi rivestimenti offrono uno strato barriera aggiuntivo altamente resistente a sostanze quali gas e umidità.

c. Modificando la topografia superficiale dei film coestrusi, ad esempio producendo micro o nanostrutture, è possibile ridurre l'area di contatto tra il film e le sostanze che penetrano, migliorando così le prestazioni di barriera del film. Approcci come la modellazione laser e la goffratura sono due esempi di tecniche che possono essere utilizzate per la testurizzazione della superficie.

Oltre a dedicarsi alla ricerca e allo sviluppo, alla produzione e all'assistenza di additivi per film coestrusi multistrato, COACES dispone di un team di ricerca e sviluppo diretto da diversi ingegneri e medici senior. COACES additivi per film estrusi multistrato sono scelti dalla maggior parte degli utilizzatori perché possiedono le qualità di elevata trasparenza, basso punto di cristallo, alto tasso di innesto e buona fluidità. Queste proprietà li distinguono da altri additivi. Questo ha il potenziale per migliorare significativamente le qualità barriera dei film coestrusi multistrato, oltre a migliorare l'efficienza della loro applicazione!

Garanzia di qualità e metodi di test

a. Controllo dello spessore: È fondamentale garantire che lo spessore dello strato del film coestruso sia costante per tutto il rivestimento, al fine di mantenere una qualità barriera omogenea. Per ottenere il corretto spessore del film è assolutamente necessario controllare con grande precisione i parametri di estrusione, come la temperatura della massa fusa, la distanza tra le matrici e la velocità della linea.

a. Test di permeabilità: L'esecuzione di test regolari per determinare le proprietà di permeabilità dei film coestrusi, come il tasso di trasmissione dell'ossigeno (OTR), il tasso di trasmissione del vapore acqueo (MVTR) o le proprietà di trasmissione della luce, fornisce dati preziosi che possono essere utilizzati per valutare il successo dei miglioramenti della barriera. In questo modo è possibile apportare le modifiche necessarie alla struttura o al contenuto del film.

È possibile valutare le prestazioni barriera a lungo termine dei film coestrusi conducendo test di shelf life, che possono essere studi di shelf life accelerati o in tempo reale. Il film di polimeri barriera, nanocompositi e strutture ibride, insieme al posizionamento ottimale degli strati e all'adesione interstrato, contribuisce a migliorare le qualità barriera. Queste indagini imitano le reali circostanze di conservazione e aiutano a valutare la qualità del film. Ulteriori miglioramenti alla resistenza del film ai gas, all'umidità e ad altre variabili esterne possono essere ottenuti con l'applicazione di tecniche di modifica della superficie, come il trattamento al plasma o la tecnologia di rivestimento. Il controllo dello spessore della barriera, i test di permeabilità e gli studi sulla durata di conservazione sono tutti esempi di tecniche di controllo della qualità che assicurano prestazioni di barriera costanti e affidabili. I produttori sono in grado di produrre film coestrusi multistrato con qualità di barriera superiori seguendo queste tattiche. Ciò consente loro di soddisfare la crescente domanda di soluzioni di imballaggio di alta qualità in una varietà di settori.