טכנולוגיית מחסום של חומרים בעלי מחסום גבוה

על מנת לשפר את ביצועי המחסום של חומרי מחסום, נעשה שימוש נפוץ בשיטות הטכניות הבאות:
1. קומפוזיט רב שכבתי
קומפוזיט רב שכבתי מתייחס לתהליך של שילוב שני סרטים או יותר עם תכונות מחסום שונות יחד באמצעות טכניקה מסוימת. בדרך זו, על מנת שהמולקולות החודרות יגיעו לפנים האריזה, עליהן לעבור דרך מספר שכבות של סרט, דבר המקביל להארכת נתיב החדירה ולשיפור ביצועי המחסום.
שיטה זו משלבת את היתרונות של ממברנות שונות להכנת סרט דק מורכב עם ביצועים מקיפים מעולים, והתהליך שלה פשוט.
עם זאת, בהשוואה לחומרים בעלי מחסום גבוה, השימוש בשיטה זו להכנת סרטים דקים הוא עבה יותר, נוטה לבעיות כגון בועות או קמטים סדקים המשפיעים על ביצועי המחסום, ויש לו דרישות ציוד מורכבות יחסית ועלויות גבוהות יותר.
2. ציפוי פני השטח
ציפוי פני השטח מתייחס לשימוש בתצהיר אדים פיזיקלי (PVD), בתצהיר כימי (CVD), בתצהיר שכבה אטומית (ALD), בתצהיר שכבה מולקולרית (MLD), בהרכבה עצמית של שכבה אחר שכבה (LBL), או טכניקות של שקיעת מגנטרון. להפקיד תחמוצות מתכת או ניטרידים על משטחי פולימר, ובכך ליצור ציפוי צפוף ועמיד בפני מחסומים על פני השטח של סרטים דקים.
עם זאת, לשיטות אלו יש בעיות כמו תהליכים שגוזלים זמן, ציוד יקר ותהליכים מורכבים, ועשויות גם לייצר פגמים כמו חורים וסדקים במהלך השירות.
3. חומרים ננו מרוכבים
ננו-קומפוזיט הוא מעין ננו-קומפוזיט שהוכן על ידי חומר מרוכב חודר, פילמור במקום או שיטת סול ג'ל באמצעות ננו-חלקיקים אטומים ויחסי רוחב-גובה. תוספת של ננו-חלקיקים דמויי יריעה יכולה לא רק להפחית את חלק הנפח של מטריצת פולימר במערכת כדי להפחית את מסיסותן של מולקולות חדירות, אלא גם להאריך את נתיב החדירה של מולקולות חדירות, להפחית את קצב הדיפוזיה של מולקולות חדירות ולשפר את המחסום. ביצועים.
4. שינוי פני השטח
עקב מגע תכוף עם הסביבה החיצונית, משטחי פולימרים נוטים להשפיע על ספיחת פני השטח, תכונות המחסום וההדפסה שלהם.
על מנת ליישם טוב יותר פולימרים בחיי היומיום, מטופלים בדרך כלל פני השטח של פולימרים. כולל בעיקר טיפול כימי משטח, שינוי השתלת משטח וטיפול משטח פלזמה.
שיטה מסוג זה דורשת עמידה בדרישות טכניות קלות, ציוד פשוט ועלויות השקעה חד פעמיות נמוכות, אך אינה יכולה להשיג יציבות ארוכת טווח. ברגע שהמשטח ניזוק, ביצועי המחסום יושפעו קשות.
5. מתיחה דו כיוונית
על ידי מתיחה דו-צירית, ניתן לכוון סרטי פולימר לכיווני אורך וגם לכיווני רוחב, לשפר את הסדר של סידור השרשרת המולקולרית ולארוז בצורה הדוקה יותר, מה שמקשה על מולקולות קטנות לעבור דרכן, ובכך לשפר את תכונות המחסום. שיטה זו מסבכת את תהליך ההכנה של סרטי פולימרים בעלי מחסום גבוה ומקשה על שיפור משמעותי בתכונות המחסום.