Будущее полимерных пленок с барьерными свойствами оценивает эксперт из США

Будущее полимерных пленок с барьерными свойствами оценивает эксперт из США

Увеличение объема рынка упаковки с барьерными характеристиками началось после изобретения и разработки первого синтетического полимера с барьерными свойствами — поливинилхлорида (изначально бренд Saran компании Dow Chemical Co.) в 1950—1960-х годах. Сополимер этилена и винилового спирта (EVOH) появился немного позднее, в 1970-е годы.

Два этих полимера стали основой пластиковой упаковки с высокобарьерными свойствами.

Разработка технологии соэкструзии дала возможность эффективно производить многослойные пластиковые структуры за один проход на одной машине. Соэкструзия представляет собой процесс одновременного совместного экструдирования более одного полимера продавливанием через формующую головку с образованием отдельных слоев, соединенных друг с другом. Появление процесса соэкструзии способствовало еще большему росту сегмента барьерной упаковки в конце 1970-х — начале 1980-х годов.

До этого многослойные материалы изготавливались путем припрессовки двух пластиковых слоев при помощи тепла или клея. Процесс происходил медленнее и был менее эффективным. Сейчас припресоовка все еще является важным методом создания многослойных материалов, особенно сочетаний полимеров, которые плохо поддаются совместной экструзии.

Технология соэкструзии позволила эффективно производить многослойные пластиковые структуры за один проход на одной машине

Согласно новому исследованию BCC Research, общий объем рынка барьерной упаковки США в прошлом году составил 8,1 млрд фунтов. Ожидается, что он будет расти на 1,5% в год и в 2016 году достигнет объема 8,6 млрд фунтов. Сегмент полимеров с барьерными свойствами, доля которого составляет почти 89% от общего объема, в 2011 году оценивался в 7,2 млрд фунтов, а через четыре года его объем составит 7,8 млрд фунтов. По прогнозу BCC Research, рынок проницаемых пленок также будет расти на 1,5% ежегодно и вырастет с 637 млн фунтов в 2011 году до 686 млн фунтов в 2016.

Индустрия по выпуску барьерной упаковки постоянно изменяется. Идеального полимерного барьера не существует и, возможно, никогда не будет существовать, поскольку каждая сфера применения требует своих свойств. В настоящее время пластики для производства барьерной упаковки достигли хорошего уровня, однако остаются проблемы, ограничивающие их использование или замедляющие рост для многих областей применения. К этим проблемам относятся: высокая стоимость (почти всегда выше, чем простой однослойной пластиковой упаковки, например из полиэтилена или полипропилена); восприимчивость к загрязнениям или разложению, особенно под влиянием влаги. Сополимер этилена и винилового спирта (EVOH) может служить примером этой проблемы, поскольку его гидроксильная группа придает ему хорошие барьерные свойства, но также делает его восприимчивым к гидролизу. В результате EVOH может использоваться только в качестве внутреннего слоя в многослойном материале, поскольку его барьерные свойства ухудшаются по мере возрастания влажности.

Другие проблемы относятся к утилизации и вторичной переработке. Поскольку большинство многослойных материалов содержит более одного типа пластика, они не могут просто собираться и перерабатываться, например, вместе с полиэтиленом высокой плотности или ПЭТ.

Революционные продукты, вроде тонкопленочных солнечных батарей, способствуют развитию рынка высокотехнологичных полимеров

Кроме того, проблемы доставляют конкурирующие материалы и процессы, некоторые из которых являются традиционными и проверенными, такие как стекло или процесс металлизации, или более новыми, как, например, силикон или другие оксидные покрытия, обеспечивающие превосходные барьерные свойства.

В то же время, революционные продукты, вроде плоских экранов, тонкопленочных солнечных батарей и печатных электронных схем, способствуют развитию рынка высокотехнологичных полимеров с барьерными свойствами, так как эти барьерные материалы нужны, чтобы защитить вышеперечисленные устройства от сырости.

Ежегодный рост рынка специальных пленок составляет 6,1%, и в 2014 году объем продаж этих пленок достигнет 29,8 млрд долларов США. Об этом говорит недавнее исследование Smithers Pira. Барьерная упаковка составит половину объема этого рынка, или 14,6 млрд долларов США. Согласно данным этого исследования, в сегменте специальных пленок существует четыре направления инноваций: пленки из биопластиков, пленки для создания светодиодов на основе полимерной органики (OLED) и солнечных фотоэлементов, проводящие пленки и пленки для рынка модулей фотоэлектрических элементов.

Наряду с этим полипропиленовые пленки, которые считаются универсальными и наиболее экономичными барьерными материалами в упаковке и на других рынках, демонстрируют высокий потенциал, и их ежегодный рост прогнозируется в 5,5% к 2017 году.