ZnO薄膜包装材料溅射制备工艺与阻隔性能研究

目的为了解决普通聚合物包装塑料对水、氧的阻隔能力不足,以及包装内容物货架时间短等问题,研究氧化锌(ZnO)沉积复合薄膜制备工艺与阻隔性能之间的关系,探索其应用于包装材料的可行性。方法采用射频磁控溅射技术(RF),以ZnO为靶材,在PET塑料表面沉积制备氧化锌薄膜包装材料,并详细分析射频溅射功率、沉积时间与工作气压对ZnO复合薄膜微观形貌、沉积速率以及阻隔性能的影响。结果当溅射功率为150 W,沉积时间为30 min,工作气压为0.8 Pa时,ZnO薄膜均匀且致密,阻隔能力最强,其氧气透过率(OTR)降低为1.23 m L/(m2·d),水蒸汽透过率(WVTR)降低为0.382 g/(m2·d)。与相同厚度下的PET原膜相比,所制备的ZnO高阻隔薄膜的透氧率降低了49.5倍,透湿率降低了17.6倍。结论射频溅射参数通过影响复合薄膜的微观形貌、致密程度、沉积速率以及沉积层厚度等方面对其阻隔能力会产生较大影响。

气体流量对磁控溅射制备ZnO薄膜沉积速率以及阻隔能力的影响

采用射频磁控溅射技术,以氧化锌(ZnO)为靶材,在PET塑料表面沉积制备了氧化锌薄膜包装材料,研究了氩气(Ar)流量对所制备的ZnO薄膜结构、形貌、沉积速率、透氧率以及透湿率的影响。实验结果表明,当氩气流量为40 sccm时,ZnO薄膜表面均匀且致密,其氧气透过率可以达到1.14 cc/(m^2.d),水蒸汽透过率为0.43 g/(m^2.d)。