一, Gény v prírodných vláknach, ktoré absorbujú vlhkosť: od ich fyzickej štruktúry až po to, ako reagujú na životné prostredie
Tvarovaná buničina sa vyrába z prírodných rastlinných vlákien vrátane bagasy z cukrovej trstiny, odpadového papiera a bambusového vlákna. Jeho trojrozmerná štruktúra sieťových vlákien mu dodáva špeciálne vlastnosti, vďaka ktorým absorbuje vlhkosť. Na povrchu vlákna je veľa polárnych skupín, ako sú hydroxylové skupiny (-OH). Tieto skupiny môžu vytvárať vodíkové väzby s molekulami vody a aktívne absorbovať vlhkosť zo vzduchu, keď je vzduch vlhký. Experimentálne údaje naznačujú, že tvarovanie neošetrenej natívnej buničiny môže dosiahnuť mieru absorpcie vlhkosti 12,3 % v priebehu 24 hodín v podmienkach 90 % vlhkosti, čo vedie k 65 % zníženiu pevnosti materiálu. Táto vlastnosť sťažovala použitie v elektrických obaloch.
Možné nebezpečenstvo absorpcie vlhkosti pre elektronický tovar:
Korózia častí: Keď je vlhkosť vyššia ako 60 %, kovové kontakty môžu oxidovať, čo spôsobuje, že kontakt je zlý.
Akumulácia statickej elektriny: Keď vlákna absorbujú vlhkosť, ich povrchový odpor klesá, čo môže viesť k elektrostatickým výbojom (ESD).
Konštrukčné zlyhanie: Keď tlmiaca podložka absorbuje vlhkosť, zmení tvar, čím je menej účinná pri ochrane pred zemetrasením počas pohybu.
2, Technologický prelom: zmena od pasívneho pohlcovania vlhkosti k jej aktívnemu zastavovaniu
Priemysel vytvoril trojrozmerný{0}}systém odolný voči vlhkosti-, aby zabránil prenikaniu vlhkosti dovnútra. Dosiahli to tri hlavné metódy: výmena materiálov, vymýšľanie nových procesov a zlepšovanie štruktúry.
1. Hydrofóbna úprava vlákien: vodotesná bariéra na molekulárnej úrovni
Technológia chemického vrúbľovania pridáva na povrch vlákien hydrofóbne skupiny vrátane fluórovaných uhľovodíkových reťazcov a siloxánov. To bráni molekulám vody priľnúť k hydroxylovým skupinám. Napríklad spoločnosť vyrobila čističku z papiera a plastov, ktorá dokáže zmeniť uhol kontaktu povrchu vlákien z 0 stupňov na 120 stupňov. Miera absorpcie vlhkosti klesá z 12,3% na 4,5% po tom, čo ste boli v miestnosti s 90% vlhkosťou počas 24 hodín, zatiaľ čo miera zachovania pevnosti sa zvýšila z 35% na 85%. Táto metóda bola použitá na balenie batérií Huawei Mate 60. Pridaním modifikátorov do pasty získalo vnútorné balenie vodotesnosť IPX3.
2. Technológia nano povlakov: „neviditeľný pancier“ na ochranu povrchov
Tvarovaný povrch buničiny bol pokrytý nano hydrofóbnou vrstvou s použitím buď plazmového striekania alebo techniky sol gélu. Napríklad obal Apple iPhone 15 má nano hydrofóbny povlak s vodivým činidlom na báze sadzí. Tento povlak nielenže chráni pred statickou elektrinou s povrchovým odporom menším ako 10 ⁹ Ω, ale tiež robí telefón vodotesný do úrovne IPX4 s kontaktným uhlom 150 stupňov. Tento povlak vydrží viac ako 500-krát väčšie trenie ako štandardné povrchové povlaky (<100 times).
3. Návrh štrukturálnej optimalizácie: "Kontrola mikroprostredia" na riadenie vlhkosti
Použite simulačné nástroje na zlepšenie štruktúry balenia a pridajte priedušné otvory a komory pre vysúšadlo na dôležitých miestach. Napríklad obal pre nabíjacie stanice Tesla má dvojvrstvovú štruktúru buničiny. Vonkajšia vrstva je vystužená vodivými vláknami na ochranu pred nárazmi a vnútorná vrstva má priedušné kanáliky v tvare včelieho plástu{3}} a silikónové vysúšadlo na udržanie vlhkosti vo vnútri obalu na úrovni 40 % až 50 %, čo spĺňa požiadavky na stupeň ochrany IP65.
3, Priemyselná aplikácia: kompletné testovanie scenárov od spotrebnej elektroniky po priemyselné zariadenia
Technológia lisovanej buničiny-odolná voči vlhkosti sa dostala do mnohých častí reťazca elektronického priemyslu. Jeho odolnosť bola preukázaná prísnym testovaním a príkladmi zo skutočného-sveta.
1. Spotrebná elektronika: „ochranný štít“ pre diely, ktoré musia byť veľmi presné
Balenie mobilného telefónu: Modul fotoaparátu jednej značky sa poškriabal v dôsledku elektrostatickej adsorpcie, čo spoločnosť stálo viac ako 8 miliónov juanov ročne. Po použití 4:3 vodivých vlákien grafit/sadzová čerň sa povrchový odpor znížil na 10 4 Ω a výťažok produktu sa zvýšil z 92 % na 98,5 %.
Obal pre slúchadlá: Obal kochleárneho kochleárneho implantátu je vyrobený z buničiny, ktorá je antibakteriálna aj anti{0}}statická, má povrchový odpor < 10 ΩΩ a je pokrytá nano iónmi striebra. Na mieste s 85% vlhkosťou ho možno uchovávať 72 hodín bez straty schopnosti pracovať.
2. Priemyselné vybavenie: „seizmická pevnosť“ pre veľké diely
Tesla používa na balenie nabíjacej hromady lisovanie z buničiny odolné voči vlhkosti-a prešlo prepravným testom ISTA 3A. Vnútorné časti nezhrdzaveli a konštrukcia nezmenila tvar ani po 1000 kilometroch prepravy v prostredí s 90% vlhkosťou.
Balenie servera: Balenie servera Lenovo ThinkSystem využíva technológiu vákuového adsorpčného formovania. Hrúbka steny je konzistentná v rozmedzí 0,1 mm a balenie má karty na snímanie vlhkosti, aby bolo možné sledovať vlhkosť počas prepravy.
3. Lekárska elektronika: „strážca“ čistých miest
Obal inzulínovej pumpy Medtronic je vyrobený z biologických materiálov odolných proti vlhkosti-a získal lekársku certifikáciu ISO 13485. Môže sa uchovávať na mieste so 75 % vlhkosťou po dobu 30 dní a vlhkosť vo vnútri obalu sa nemení o viac ako 5 %, aby zariadenie zostalo sterilné.
