Высокоэффективные пленки занимают определенную нишу рынка, составляя примерно 10% общего объема товарных полимерных пленок. По сравнению со своими товарными аналогами, они обладают большими ударопрочностью и прочностью на разрыв, большей устойчивость к воздействию тепла и влаги, усовершенствованными свойствами газового барьера, а некоторые – особыми электрическими и электронными свойствами.

При толщине, как правило, менее 0,25 мм высокоэффективные пленки производятся в относительно небольших количествах для специальных применений для упаковочной промышленности (преимущественно, для пищевых продуктов), электронной промышленности, фотографии, производства магнитных носителей, для нужд автомобильной и авиационно-космической промышленности, для производства дисплеев. Эти пленки тяготеют к более высоким значениям ценового диапазона, как правило, они продаются по 4,44 долл. за 1 кг.
Около 95% высокоэффективных пленок производится из полиэфиров, нейлонов и полиолефинов. Остальные изготавливаются из таких материалов, как поликарбонаты, фторполимеры, полиимиды, полиэфирэфиркетоны (PEEK), и прочие конструкционные смолы.
Покрытие высокоэффективных пленок другими полимерами может повысить их устойчивость к истиранию, а также их барьерные, клеящие и антистатические свойства. Пленки также можно металлизировать для изменения их электрических параметров или уменьшения влагопроницаемости. Пленки можно использовать сами по себе или в качестве слоев в ламинированных или соэкструдированных структурах.

Полиэфиры
Полиэфирные пленки, в основном производимые из полиэтилентерефталата (PET), широко используются для производства эластичной упаковки для пищевых продуктов, где их прочность, барьерные свойства, устойчивость к протыканию, а также устойчивость к воздействию экстремально высоких или низких температур, делают их идеальным выбором для таких применений. К числу прочих достоинств этих материалов относятся: высокая прозрачность, пригодность для машинной обработки и для нанесения печати. Их можно использовать в обычном виде или же с металлизацией.
Дающие усадку при нагревании пленки из PET занимают все больший сегмент рынка, по некоторым данным, более 10% в год, по мере того, как производители пищевых продуктов все больше нуждаются в упаковке с более замысловатой графикой. Пленки из PET начинают также использоваться для производства крышек, присоединяемых с помощью тепловой сварки, которые плотно привариваются к различным субстратам, но легко отделяются. Такие пленки используются для упаковки молочных продуктов и закусок, фруктовых салатов и фармацевтических продуктов. Упаковочные материалы из металлизированных пленок из PET с хорошими барьерными свойствами против проникновения кислорода и влаги, составляют конкуренцию фольге и металлизированным ориентированным пленкам из полипропилена (OPP). Металлизация пленок, изготовленных из PET или OPP, позволяет исключить воздействие ультрафиолетовых лучей, которое может ускорить порчу пищевых продуктов. Полиэфирные пленки можно соэкструдировать с другими слоями для создания этикеток для упакованных продуктов с нанесением высококачественной графики и способностью не пропускать ультрафиолетовые лучи.

Рис. 1. Крышки для поддонов, помещаемых в микроволновую печь, снабжены окошком из полиэфирной пленки, через которое видно содержимое упаковки.

На специализированные марки пленок из PET можно наносить голографическое тиснение. Это позволяет использовать также специальные эффекты при производстве таких товаров, как косметические средства, продукты личной гигиены и спортивные товары. Голографические пленки из PET могут также включаться в этикетки для обеспечения безопасности продукта и борьбы с контрафактной продукцией. В области производства электроники пленки из PET являются неотъемлемой частью современных плоских жидкокристаллических и плазменных экранов, которые составляют конкуренцию дисплеям с катодными лучевыми трубками.

Нейлоны
Термостабилизированные нейлоновые пленки известны своей устойчивостью к прокалыванию и воздействию химических веществ, а также своей способностью к быстрому отсоединению. Это делает их очень подходящими для использования в качестве материалов для мешков при реализации технологий вакуумного формования, которые применяются для изготовления композитов, особенно тех, которые используются в авиационной промышленности.
По сравнению с обычными нейлоновыми пленками, биаксиально ориентированные нейлоновые (BON) пленки обладают повышенной способностью к герметизации при сохранении запахов и привкусов, лучшими параметрами сопротивления разрушению при многократном изгибе, а также лучшими параметрами газового барьера, устойчивости к истиранию и прокалыванию. В результате, пленки BON широко применяются при изготовлении упаковки пищевых продуктов, а также в качестве защитных пленок, разделительных покрытий и ламинирующих слоев. Металлизированные пленки BON обладают также хорошей устойчивостью к воздействию ультрафиолетовых лучей. При использовании в качестве пленки для упаковки пищевых продуктов эти пленки часто покрываются поливинилиден хлоридом (PVdC), что дает пленке дополнительный противокислородный барьер, увеличивая тем самым срок хранения продуктов.

Рис. 2. Жесткие и растягивающиеся нейлоновые пленки для вакуумных мешков, используемые для изготовления ламинированных композитов, обладают рабочей температурой до 176°C.

Нейлон-6 также используется в качестве матрицы для усовершенствованных нанокомпозитных пленок, в которых микроскопические пластинчатые частицы глины диспергируются в небольшом количестве (менее 6% по массе) носителя из смолы. Поскольку такие композитные пленки при любых условиях обладают свойствами противокислородного барьера в 3-6 раз лучшими, чем свойства жесткости и кислородного барьера ненаполненного нейлона, производители готовых пищевых продуктов могут использовать композиты для того, чтобы уменьшить толщину используемой упаковки. В пищевой промышленности нанокомпозитные пленки из нейлона-6 используются для изготовления пакетов, выдерживающих кипячение, устойчивых пакетов и вакуумных упаковок. Нанокомпозитные пленки для упаковки также производятся из полиэфира и основных смол из полипропилена (PP).

Полиолефины
Большое внимание со стороны производителей упаковки для пищевых продуктов уделяется пленкам из ориентированного полипропилена, а именно, биаксиально ориентированного полипропилена (BOPP), благодаря их исключительным барьерным свойствам от проникновения кислорода и влаги, а также лучшим экономическим параметрам по сравнению с упаковкой из металлической фольги. Их можно использовать для упаковки таких продуктов, как чипсы, печенье, крекеры и корма для домашних животных. В отличие от фольги, пленки из ОРР прозрачны и их можно применять для конструирования различных конфигураций, таких как стоячие пакеты. Пленки из OPP можно металлизировать для дальнейшего улучшения барьерных свойств. Такие пленки уже используются для упаковки таких пищевых продуктов, как порошковые напитки, диетические напитки, супы, рис, а также сухие сыры. Некоторые марки металлизированных пленок из OPP термосклеивающиеся. Другие предназначены для производства внутренних слоев соэкструдированных упаковочных ламинатов, содержащих другие полимеры, такие как простой ОРР или PET.

Рис. 3. Биакисиально ориентированные пленки из полипропилена (BOPP) являются основными элементами все большего количества применений для упаковки пищевых продуктов.

Использование технологии с металлоценовым катализатором позволило производителям смол разработать марки упаковочных пленок из полипропилена, обладающие уникальным сочетанием жесткости, твердости и прозрачности. Такие пленки позволяют по-новому калибровать упаковочные контейнеры так, что теперь стало возможным использование тонкостенных изготовленных литьевым формованием контейнеров для пищевых продуктов. Для упаковочных материалов, которые производятся литьевым формованием, новые марки PP обеспечивают превосходную теплостойкость с повышенной прозрачностью и блеском. Целевыми применениями для марок, получаемых горячим формованием, являются пластмассовые поддоны для свежих пищевых продуктов, а также упаковки для приготовления готовых блюд в микроволновой печи.

Фторполимеры
К числу высокоэффективных фторполимерных пленок относятся такие материалы, как политетрафторэтилен (PTFE), поливинилфторид (PVF), поливинилиденфторид (PVdF), сополимер этилена и тетрафторэтилена (ETFE), и полихлортрифторэтилен (PCTFE). Как класс фторполимерных пленок сочетает прекрасную устойчивость к воздействию химических веществ и диэлектрические свойства с термостойкостью и влагонепроницаемостью.

Рис. 4. Способность пленок из PCTFE противостоять проникновению влаги делает их полезными при изготовлении блистерных упаковок для фармацевтической продукции.

Фторполимерные пленки используются в химической промышленности для внутреннего покрытия резервуаров, а также в электронной промышленности для ламинатных покрытий монтажных плат и изоляции проводов. При обработке пластмассы фторполимерные пленки хорошо себя зарекомендовали в качестве антиадгезивных составов при изготовлении промышленных композитов. Фторполимеры используются в качестве упаковочных материалов для медицинских и фармацевтических продуктов, а также в качестве барьера для защиты чувствительных электронных устройств, таких как те, что используются в гидроакустических буях.

Поликарбонат
Пленки из поликарбоната отличает высокая прозрачность, теплостойкость и размерная стабильность. К числу их многочисленных применений относятся: печать негативных экранов, самоклеящиеся таблички и мембранные переключатели.
Для изготовления различных электронных устройств, включая таймеры и фильтры, используются поликарбонатные пленочные конденсаторы, у которых очень широкий рабочий температурный диапазон. При использовании для производства знаков и внешней графики поликарбонатные пленки проявляют исключительную устойчивость к проникновению влаги и воздействию света. Другим применением поликарбонатной пленки является изготовление в процессе формования этикеток для сотовых телефонов и автомобильных деталей. Такие этикетки легко приспосабливаются к нужной функции для того, чтобы различать товары.

Рис. 5. Диффузионные пленки для оптических дисплеев являются одним из последних применений поликарбонатных пленок.

Прочие пленки
Полиимидные пленки, хорошо известные благодаря своей теплостойкости, сохраняют диэлектрические свойства при температурах до 240° C. Пленки можно использовать для изоляции обмоток крупногабаритных катушек для двигателей. Они позволяют осуществлять пайку гибких печатных схем без искажения. Пленки также используются в сочетании с неорганическими изолирующими пленками для придания огнестойкости высокоэффективным кабелям.
Пленки, изготовленные из PEEK, обладают устойчивостью к воздействию высоких температур, химических веществ, растворителей, истирания, гидролиза, огня и дыма. Температура использования для таких пленок может доходить до 260°C. У них такие же области применения, как у полиимидных пленок.

Рис. 6. Пленки из PEEK приспособлены к потребностям автомобильной, электрической промышленности, а также других промышленных применений, при которых существенна теплостойкость.

Пленки из полиэфиримида (PEI) характеризуются высокой теплостойкостью, природной огнестойкостью, высокой диэлектрической прочностью, исключительными механическими свойствами и размерной стабильностью. К числу применений этих продуктов относятся: гибкие печатные платы, высокотемпературные этикетки, электрическая изоляция, автомобильные датчики, панели интегральных схем, а также термоплавкий клей.
Прочный и эластичный полимер, называемый поливинилбутиралем (PVB), используется в качестве промежуточного слоя, обеспечивающего ударопрочность слоистых стеклопластиков. Основным применением для этих пленок являются противоураганные покрытия и остекление.
Кроме этого к числу высокоэффективных пленок относится сополимер этилена и винилового спирта (EVOH), который используется для придания барьерных свойств пищевым продуктам и напиткам; и поливиниловый спирт (PVOH), используемый в спиральных намотанных трубах, бумаге с покрытием и облицовочном картоне, а также специальные растворимые пленки. Иономеры представляют собой прозрачные, долговечные термопласты, которые широко используются в качестве сварных швов при изготовлении композитных эластичных упаковочных пленок для пищевых продуктов. Такие композиты производятся с помощью экструзии, ламинирования или покрытия растворителями. Они хорошо присоединяются к алюминиевой фольге и устойчивы к образованию булавочных кратеров и трещин от повторных изгибов.

Гордон Грэфф,
http://www.omnexus.com