向日葵视频在线下载_向日葵视频网站_向日葵小视频APP污_向日葵视频污污下载

    包裝工業(yè)已成為發(fā)達(dá)國(guó)家的重要支柱型產(chǎn)業(yè)。在美國(guó)，包裝工業(yè)是第三大產(chǎn)業(yè)，在歐洲為第七大產(chǎn)業(yè)。在我國(guó)，隨著國(guó)內(nèi)人民生活水平的提高和我國(guó)對(duì)外貿(mào)易的劇增，包裝工業(yè)迅速崛起，在我國(guó)42 個(gè)主要行業(yè)中，由原來(lái)倒數(shù)第2 位迅速上升到第14 位。每年我國(guó)工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品需要包裝，有1000 多億美元商品需出口。    塑料包裝一直占據(jù)包裝工業(yè)的首要位置，產(chǎn)量平均年增長(zhǎng)率為11%～12%。主要原料為聚酯薄膜(PET)、聚丙烯薄膜(PP)、聚乙烯薄膜(PE)和聚氯乙稀薄膜(PVC)等。但這些薄膜的阻隔性能都較低。對(duì)高阻隔包裝的產(chǎn)品，如日用品包裝、化妝品包裝、食品包裝和藥品包裝等，已經(jīng)達(dá)不到要求。以硅氧化物鍍覆塑料薄膜是當(dāng)前最引人重視的高阻隔材料。自20 世紀(jì)80 年代末在瑞士出現(xiàn)后，目前在日本、美國(guó)、西歐得到十分迅速的發(fā)展。產(chǎn)品的材料也由單一的氧化硅發(fā)展到氧化鋁、氧化鈦等。采用的鍍覆技術(shù)目前有物理蒸鍍沉積(PVD，真空蒸鍍、電子束蒸鍍)和化學(xué)氣相沉積(CVD)，特別是低溫等離子沉積技術(shù)(PECVD)等。薄膜基材包括PE、PP、PS、PET、PA、PVDC 和PC 等。硅氧化物鍍覆薄膜的特點(diǎn)是阻隔性十分優(yōu)異，涂層薄，僅40 納米～100 納米，但可起玻璃層的阻隔作用，而且保持高度的抗折皺性，易于回收，環(huán)保適性好，無(wú)毒無(wú)害，可廣泛用于食品、液體或高含濕量食品、醫(yī)用浸劑、化妝品、洗滌劑、化學(xué)制劑及工業(yè)用品的小袋，糖果及醫(yī)藥用熱封或冷封外包裝，各種食品用軟蓋以及牙膏、調(diào)味品、藥品和各種化學(xué)及工業(yè)用品用的復(fù)合軟管等。特別是二氧化硅鍍覆PET 膜，由于透明度好、耐熱性高、耐蒸煮，可進(jìn)行微波爐加熱，使其受到更廣泛的應(yīng)用。    采用不同的方法制備氧化硅性能變化很大，特別是薄膜的透明性。熱蒸發(fā)制備SiOx 薄膜缺點(diǎn)是SiO2 層有空隙，阻隔性能提高有限，薄膜有褐色；PCVD 技術(shù)制備氧化硅薄膜具有沉積溫度低、速率快、繞鍍性好、薄膜與基體結(jié)合強(qiáng)度高、設(shè)備操作維護(hù)簡(jiǎn)單、工藝參數(shù)調(diào)節(jié)方便靈活和容易調(diào)整和控制薄膜厚度和成分組成結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，但PCVD 技術(shù)自身還存在一些問題：(1)腐蝕污染問題。因?yàn)橥ㄟ^化學(xué)反應(yīng)，有反應(yīng)產(chǎn)物及副產(chǎn)物產(chǎn)生，它們將腐蝕真空泵等真空系統(tǒng)，還要解決排氣的污染控制及清除問題；(2)沉積膜中的殘留氣體問題。    采用潘寧放電等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)(PDPs)，則可以較好的制備無(wú)色透明薄膜氧化硅薄膜。與其他沉積方法相比，其優(yōu)點(diǎn)有：(1)沉積表面的均勻性。利用霍爾效應(yīng)交叉垂直的磁場(chǎng)和電場(chǎng)將高密度均勻等離子約束在兩電極之間，保證了在寬基材上鍍層的均勻；(2)低溫、低壓沉積過程。在低壓下工作(100mTorr)產(chǎn)生電子溫度高，離子溫度和中性粒子溫度低，結(jié)果是基材溫度較低；(3)高沉積速率。在霍爾電流的兩電極之間空隙中心是一個(gè)被稱為虛陰極的空間，當(dāng)電子在霍爾電流中形成時(shí)，加速飛進(jìn)中心空隙區(qū)域，霍爾約束電流和中心離子流結(jié)合在兩電極之問產(chǎn)生致密等離子體，帶電離子密度可達(dá)1012 個(gè)／每立方厘米，這樣造成氧化硅的沉積速率大大提高。    本實(shí)驗(yàn)分別利用PECVD 和PDPs 在PET 表面沉積氧化硅阻隔薄膜。研究比較等離子體的工藝參數(shù)對(duì)成膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)及聚合膜的物理性能的影響，特別是研究工藝參數(shù)的變化對(duì)聚合SiOx薄膜結(jié)構(gòu)和阻隔性的影響。    實(shí)驗(yàn)裝置    PECVD 實(shí)驗(yàn)裝置如圖1(a)所示，為平板式電容式耦合放電裝置，單體通過真空室的負(fù)壓引入真空室，然后在RF 電源(13.56MHz)的激發(fā)下形成等離子體。通過等離子體化學(xué)氣相沉積在基片表面形成Siox 薄膜。實(shí)驗(yàn)采用射頻電源為OW～500W，單體、Ar 經(jīng)由控制閥控1，2，3 輸入到反應(yīng)腔體。    電源為40KHz。樣品準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)中所使用基材為PET、載玻片和單晶硅。在放入真空室之前基材都是經(jīng)過乙醇超聲波清洗5 分鐘，然后吹干。    在樣品結(jié)構(gòu)性能分析中，F(xiàn)TIR 分析是在日本島津公司生產(chǎn)的FTIR－8400 型傅立葉變換紅外光譜儀上進(jìn)行，波長(zhǎng)掃描范圍是400cm－1～4000cm－1，精度為4cm－1；薄膜的阻隔性能采用美國(guó)Illinois 生產(chǎn)的8001 透氧儀(廣州標(biāo)際包裝設(shè)備有限公司代理)測(cè)量氧的透過性、蘭光TSY－Tl 透濕性測(cè)試儀測(cè)量水蒸氣的透過性。單體由Sigma－Aldrich(中國(guó))采購(gòu)，沒有進(jìn)行進(jìn)一步的提純。    結(jié)果和分析    1.薄膜的結(jié)構(gòu)分析    ①薄膜的紅外光譜圖    為在HMDSO和氧氣條件下沉積的氧化硅薄膜紅外光譜圖。譜圖中峰值在1060cm－1～1070cm－1、805cm－1～810cm－1 都顯示出氧化硅兩個(gè)主要特征峰，分別代表Si－O－Si 結(jié)構(gòu)中的伸展和彎曲振動(dòng)，表明等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積膜主要成分為氧化硅。比較發(fā)現(xiàn)PECVD 和PDPs 制備的SiO2 薄膜除Si－O 伸縮振動(dòng)吸收峰外，有1200cm－1～1500cm－1，1248cm－1 的Si(CH3)伸縮振動(dòng)峰，1409cm－1CH2－Si－變形振動(dòng)峰，1469 cm－1 處的CH2 剪式或CH2－C－CH2 變形振動(dòng)峰。在相同條件下，PECVD 和PDPs 沉積氧化硅薄膜的速率隨氧氣的分壓增加而降低，Si－O 伸縮振動(dòng)峰隨氧氣的減少變得尖銳而狹窄，這說明少量的氧氣可以得到高純度的SiO2。    ②SIOx 薄膜的XPS 分析    表示了氧化硅薄膜的XPS 分析譜圖。其中結(jié)合能為103.2ev 對(duì)應(yīng)于Si2p，532.10eV 對(duì)應(yīng)于01s，284.88 為Cls。由此我們可得出薄膜中含有Si、O、C 元素，其Si／O=1.56，并且峰較尖銳，半高寬較小。    2.阻隔性分析    ①PECVD 制備氧化硅    HMDSO／氧氣比例影響    增加氧的濃度能明顯提高薄膜的阻隔性能。隨著氧氣的比例增大，薄膜的阻隔性先上升后下降。在保持等離子體放電參數(shù)和薄膜厚度相同的條件下，當(dāng)氧氣和氬氣比例不同時(shí)，薄膜的阻隔性有很大區(qū)別。隨著氬氣的增加，阻隔性先增加，在氧氣和氬氣比例1：1 時(shí)，阻隔性最高，提高近10 倍。但隨著氬氣比例繼續(xù)增大，阻隔性降低，在氬氣比例大于75%時(shí)，阻隔性變化趨于穩(wěn)定。    不同放電方式的影響    在相同的沉積條件下，由于放電方式的不同，阻隔性也不同。 從圖中可以看出，在連續(xù)放電條件下，當(dāng)O2 比例為50%時(shí)阻隔性提高近2.5 倍。在脈沖條件下，阻隔性提高的最大值出現(xiàn)在O2 比例為25%時(shí)，可達(dá)到2 倍。在O2 比例為25%、75%、90%時(shí)，脈沖條件下的阻隔性提高都高于連續(xù)條件下的，但阻隔性最大值出現(xiàn)在連續(xù)條件下。    ②PDPs 制備氧化硅沉積時(shí)間的影響    以HMDSO 放電時(shí)間分別為10s，30s 和90s 所制備的薄膜阻隔性能。隨著放電時(shí)間的延長(zhǎng)，SiOx 薄膜的阻隔性能先降低后升高，在放電時(shí)間為30s 時(shí)透氧率和透濕率最低，阻隔性能最好。其原因?yàn)椴煌姆烹姇r(shí)間對(duì)應(yīng)于沉積的SiOx 薄膜厚度不同，SiOx 薄膜阻隔性能受厚度的影響較大。厚度超過臨界厚度時(shí)，SiOx 薄膜阻隔性能隨著脆性的增加而降低。這與John Madocks 的結(jié)果一致。    總氣壓的影響    在放電時(shí)總氣壓為2.5 Pa 時(shí)沉積的SiOx 薄膜透氧性能比1.5Pa 好。原因是因?yàn)樵跉鈮狠^高時(shí)，將有更多的單體粒子被電離，即單位時(shí)間內(nèi)有大量的電離微粒沉積在PET 底基上，使得薄膜表面缺陷尺寸減小，膜層更加均勻。但另一方面，不管氣壓是1.5Pa 還是2.5Pa，其對(duì)應(yīng)樣品的OTR最小值都在10 秒所沉積的薄膜厚度。    功率的影響    當(dāng)電壓從1100V 開始升高直到1400V 為止，沉積SiOx 薄膜的OTR 從27.7 cc／m2／dav 降低到1.12cc／m2／day，且為近線性降低。分析為當(dāng)單體和氧氣的氣壓和比例恒定不變時(shí)，電壓升高將會(huì)使更多的混合氣體電離。同時(shí)電壓的升高使得等離子體中粒子的能量增大、電子溫度升高、密度增加，沉積在PET 薄膜表面的阻隔層將會(huì)更致密，對(duì)基材的附著力增加，產(chǎn)生的缺陷密度也就越低，從而提高了其阻隔性能。    ③薄膜的表面形貌分析    PECVD 沉積的SiO2 的工藝參數(shù)為：功率200W，時(shí)間30min，氣壓20Pa，單體／氧氣氣壓比為1／1。SEM 顯示，聚合膜均呈現(xiàn)均勻的密堆積狀態(tài)，SiO2 以團(tuán)聚粒子的形式聚合成膜，其粒徑在幾十納米左右，即微觀結(jié)構(gòu)顯示由緊密粒子堆積而成。    通過比較發(fā)現(xiàn)，用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)制備的SiOx 薄膜表面有很多的較大的顆粒，摻雜在SiOx 中，而用PDPs 制備SiOx 薄膜表面平整。阻隔性測(cè)量表明，用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法制備的SiOx 薄膜，存在對(duì)氧氣和水的阻隔性較差，其透氧和透濕率較高。而用PDPs 制備SiOx 薄膜由于其表面缺陷較少，透氧率和透濕率明顯降低，阻隔性能大大提高。    結(jié)論    用PECVD 和PDPs 兩種方式沉積SiOx 阻隔薄膜，通過FTIR 和XPS 分析表明沉積的薄膜中化學(xué)成分主要為含有Si－O 鍵，PDPs 薄膜表面較為平整均勻，沒有其他基團(tuán)顆粒存在。透濕率和透氧率測(cè)量發(fā)現(xiàn)，PDPs 沉積SiOx 薄膜具有更優(yōu)良的阻隔性能，沉積速度也較快。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同的等離子體源制備氧化硅薄膜的最佳工藝不同。對(duì)PECVD 制備的氧化硅薄膜，當(dāng)功率是200w時(shí)單體和氧氣的比例是1：1 時(shí)薄膜的阻隔性較好；而PDPs 制備氧化硅薄膜時(shí)，單體和氧氣的比例為2：1。