薄膜材料

薄膜簡介

　　當(dāng)固體或液體的一維線性尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他二維時(shí)，我們將這樣的固體或液體稱為膜。通常，膜可分為兩類，一類是厚度大于1微米的膜，稱為厚膜；另一類則是厚度小于1微米的膜，稱為薄膜。

應(yīng)用

　　半導(dǎo)體功能器件和光學(xué)鍍膜是薄膜技術(shù)的主要應(yīng)用。

　　一個(gè)很為人們熟知的表面技術(shù)的應(yīng)用是家用的鏡子：為了形成反射表面在鏡子的背面常常鍍上一層金屬，鍍銀操作廣泛應(yīng)用于鏡子的制作，而低于一個(gè)納米的極薄的鍍層常常用來制作雙面鏡。

　　當(dāng)光學(xué)用薄膜材料（例如減反射膜消反射膜等）由數(shù)個(gè)不同厚度不同反射率的薄層復(fù)合而成時(shí)，他們的光學(xué)性能可以得到加強(qiáng)。相似結(jié)構(gòu)的由不同金屬薄層組成的周期性排列的薄膜會(huì)形成所謂的超晶格結(jié)構(gòu)。在超晶格結(jié)構(gòu)中，電子的運(yùn)動(dòng)被限制在二維空間中而不能在三維空間中運(yùn)動(dòng)于是產(chǎn)生了量子阱效應(yīng)。

　　薄膜技術(shù)有很廣泛的應(yīng)用。長久以來的研究已經(jīng)將鐵磁薄膜用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備，醫(yī)藥品，制造薄膜電池，染料敏化太陽能電池等。

　　陶瓷薄膜也有很廣泛的應(yīng)用。由于陶瓷材料相對(duì)的高硬度使這類薄膜可以用于保護(hù)襯底免受腐蝕氧化以及磨損的危害。在刀具上陶瓷薄膜有著尤其顯著的功用，使用陶瓷薄膜的刀具的使用壽命可以有效提升幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　現(xiàn)階段對(duì)于一種被稱為多組分非晶重金屬陽離子氧化物的新型的無機(jī)氧化物材料的研究正在進(jìn)行，這種材料有望用于制造穩(wěn)定，環(huán)保，低成本的透明晶體管。

塑料薄膜

　　塑料包裝及塑料包裝產(chǎn)品在市場上所占的份額越來越大，特別是復(fù)合塑料軟包裝，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域，其中又以食品包裝所占比例最大，比如飲料包裝、速凍食品包裝、蒸煮食品包裝、快餐食品包裝等，這些產(chǎn)品都給人們生活帶來了極大的便利。在此，我們對(duì)目前行業(yè)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的幾種塑料薄膜包裝材料進(jìn)行簡單的介紹。

　　雙向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）

　　雙向拉伸聚丙烯薄膜是由聚丙烯顆粒經(jīng)共擠形成片材后，再經(jīng)縱橫兩個(gè)方向的拉伸而獲得的。由于拉伸分子定向，所以此薄膜的物理穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、氣密性較好，透明度和光澤度較高，堅(jiān)韌耐磨，是目前應(yīng)用最廣泛的印刷薄膜。一般使用厚度為20～40μm，應(yīng)用最廣泛的為20μm。其主要缺點(diǎn)是熱封性差，所以一般用做復(fù)合薄膜的外層薄膜，如與聚乙烯薄膜復(fù)合后防潮性、透明性、強(qiáng)度、挺度和印刷性均較理想，適用于盛裝干燥食品。由于雙向拉伸聚丙烯薄膜的表面為非極性，結(jié)晶度高，表面自由能低，因此，其印刷性能較差，對(duì)油墨和膠黏劑的附著力差，在印刷和復(fù)合前需要進(jìn)行表面處理。

　　低密度聚乙烯薄膜（LDPE）

　　低密度聚乙烯薄膜一般采用吹塑和流延兩種工藝制成，流延聚乙烯薄膜的厚度均勻，但由于價(jià)格較高而很少使用。吹塑聚乙烯薄膜是由吹塑級(jí)PE顆粒經(jīng)吹塑機(jī)吹制而成的，成本較低，所以應(yīng)用最為廣泛。低密度聚乙烯薄膜是一種半透明、有光澤、質(zhì)地較柔軟的薄膜，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、熱封性、耐水性和防潮性，耐冷凍，可水煮，其主要缺點(diǎn)是對(duì)氧氣的阻隔性較差，常用于復(fù)合軟包裝材料的內(nèi)層薄膜，而且也是目前應(yīng)用最廣泛、用量最大的一種塑料包裝薄膜，約占塑料包裝薄膜耗用量的40%以上。

　　由于聚乙烯分子中不含極性基團(tuán)，即其表面為非極性，且結(jié)晶度高，表面自由能低，因此，該薄膜的印刷性能較差，對(duì)油墨和膠黏劑的附著力差，因此，在印刷和復(fù)合前需要進(jìn)行表面處理。

　　聚酯薄膜（PET）

　　聚酯薄膜是以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯為原料，采用擠出法制成厚片，再經(jīng)雙向拉伸制成的薄膜材料。它是一種無色透明、有光澤的薄膜，機(jī)械性能優(yōu)良，剛性、硬度及韌性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高溫和低溫，耐化學(xué)藥品性、耐油性、氣密性和保香性良好，是常用的阻透性復(fù)合薄膜基材之一，但聚酯薄膜的價(jià)格較高，一般厚度為12μm，常用做蒸煮包裝的外層材料，印刷適性較好。

　　尼龍薄膜（PA）

　　尼龍薄膜是一種非常堅(jiān)韌的薄膜，透明性好，并具有良好的光澤，抗張強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度較高，還具有較好的耐熱性、耐寒性、耐油性和耐有機(jī)溶劑性，耐磨性、耐穿刺性優(yōu)良，且比較柔軟，阻氧性優(yōu)良，但對(duì)水蒸氣的阻隔性較差，吸潮、透濕性較大，熱封性較差，適于包裝硬性物品，大多用于油膩性食品、肉制品、油炸食品、真空包裝食品、蒸煮食品等的包裝。

　　流延聚丙烯薄膜（CPP）

　　流延聚丙烯薄膜是采用流延工藝生產(chǎn)的聚丙烯薄膜，又可分為普通CPP和蒸煮級(jí)CPP兩種，透明度極好，厚度均勻，且縱橫向的性能均勻，一般用做復(fù)合薄膜的內(nèi)層材料。

　　普通CPP薄膜的厚度一般在25～50μm之間，與OPP復(fù)合后透明度較好，表面光亮，手感堅(jiān)挺，一般的禮品包裝袋都采用此種材料。同時(shí)，該薄膜還具有良好的熱封性。蒸煮級(jí)CPP薄膜的厚度一般在60～80μm之間，能耐121℃、30分鐘的高溫蒸煮，耐油性、氣密性較好，且熱封強(qiáng)度較高，一般的肉類包裝內(nèi)層均采用蒸煮級(jí)的CPP薄膜。

　　鍍鋁薄膜

　　目前應(yīng)用最多的鍍鋁薄膜主要有聚酯鍍鋁膜（VMPET）和CPP鍍鋁膜（VMCPP）。鍍鋁膜既有塑料薄膜的特性，又具有金屬的特性，薄膜表面鍍鋁的作用是遮光、防紫外線照射，既延長了內(nèi)容物的保質(zhì)期，又提高了薄膜的亮度和觀感，從一定程度上代替了鋁箔，具有價(jià)廉、美觀及較好的阻隔性能，因此，鍍鋁膜在復(fù)合包裝中的應(yīng)用十分廣泛目前主要應(yīng)用于餅干等干燥、膨化食品包裝，以及其他一些醫(yī)藥、化妝品的外包裝上。