آیا میزان جذب آب خمیرهای قالب‌گیری شده تأثیری بر بسته‌بندی محصولات الکترونیکی دارد؟

一، چرا الیاف طبیعی آب را جذب می کنند: خواص فیزیکی و شیمیایی آنها
کاغذهای باطله، باگاس نیشکر و الیاف بامبو همگی الیاف طبیعی گیاهی هستند که برای تولید خمیرهای قالب‌گیری شده استفاده می‌شوند. ساختار فیبر شبکه سه بعدی این ماده به آن کیفیت جذب آب قابل توجهی می دهد. سطح فیبر دارای گروه های قطبی زیادی است، مانند گروه های هیدروکسیل ({3}}OH)، که ممکن است پیوندهای هیدروژنی را با مولکول های آب ایجاد کنند. این بدان معنی است که فیبر می تواند به طور فعال رطوبت هوا را در مکان های مرطوب جذب کند. شواهد تجربی نشان می‌دهد که قالب‌های پالپ بومی تیمار نشده می‌توانند پس از 24 ساعت در محیطی با رطوبت 90 درصد به نرخ جذب رطوبت 12.3 درصدی دست یابند که منجر به کاهش 65 درصدی استحکام مواد می‌شود. این ویژگی به طور سنتی استفاده از آن را در حوزه بسته بندی الکترونیکی محدود می کرد.
موارد کلیدی که بر آن تأثیر می گذارد:
نوع الیاف: الیاف بامبو بلورینگی قوی تری دارد و 15 تا 20 درصد کمتر از خمیر چوب آب را جذب می کند.
Long fibres (>3 میلی متر) محکم تر به هم بافته می شوند، به این معنی که جذب آب بیشتر طول می کشد و میزان جذب آنها 30٪ کمتر است.
رطوبت محیطی: میزان جذب آب به ازای هر 20 درصد افزایش رطوبت، بسیار بالا می رود.
دما: هنگامی که دما از 40 درجه بالاتر می رود، حرکت حرارتی مولکول های فیبر سرعت می گیرد و سرعت جذب آب تا 25٪ افزایش می یابد.
2، چهار خطر اصلی در مورد سرعت ورود آب به بسته بندی محصولات الکترونیکی
1. شکست ساختار: عملکرد بافر مانند یک صخره کاهش می یابد
هنگامی که رطوبت بیش از 60٪ است، مدول الاستیک قالب گیری خمیر تا 42٪ کاهش می یابد و تنش بحرانی کمانش تا 38٪ کاهش می یابد. هنگامی که یک برند خاص از بسته بندی تلفن همراه به مدت 72 ساعت در مکانی با رطوبت 85 درصد نگهداری می شد، پد بالشتک 5.2 میلی متر خم شد. این باعث شد که میزان آسیب دیدگی صفحه نمایش از 0.8٪ به 18٪ در تست سقوط 1.2 متری افزایش یابد.

2. خوردگی قطعات: تماس های فلزی سریعتر اکسید می شوند.
مقاومت سطحی الیاف پس از جذب رطوبت از 10 ¹² Ω به 10 6 Ω کاهش می یابد. این یک ریز جریان ایجاد می کند که اکسیداسیون فلز را سرعت می بخشد. پس از 48 ساعت ماندن در اتاقی با رطوبت 90 درصد، مقاومت تماس رابط USB{6}}C یک برند خاص از لپ‌تاپ تا 300 درصد افزایش یافت و 60 درصد کارایی آن در شارژ کمتر شد.

3. خطر الکترواستاتیک: احتمال بروز حوادث ناگوار ESD بسیار بالا می رود
سطح فیبر پس از جذب مرطوب، رسانا تر می شود، اما اگر رطوبت بین 30٪ تا 80٪ حفظ نشود، در واقع می تواند باعث ایجاد الکتریسیته ساکن شود. هنگامی که باز شد، یک مارک خاص از هدفون 2.3 کیلو ولت تخلیه الکترواستاتیکی را آزاد کرد که برای همیشه به ماژول بلوتوث آسیب رساند. این به این دلیل اتفاق افتاد که هدفون ها در فضایی با رطوبت 25 درصد بسته بندی شدند.

4. رشد کپک: آلودگی بیولوژیکی ایمنی محصول را به خطر می اندازد
هنگامی که رطوبت بیشتر از 70٪ است، هاگ های کپک روی سطح قالب گیری خمیری با سرعت 92٪ جوانه می زنند. پس از نگهداری در منطقه ای با رطوبت 85 درصد به مدت 30 روز، بسته بندی یک برند خاص از تجهیزات پزشکی حاوی 5 باکتری مضر مانند Aspergillus niger و Penicillium بود. این منجر به فراخوانی محصول شد.

3، راه حل صنعت: تغییر از حفاظت غیرفعال به کنترل فعال
1. فن آوری اصلاح فیبر: یک مانع ضد آب در سطح مولکولی
فناوری پیوند شیمیایی گروه های آبگریز (مانند زنجیره های فلوئوروکربن و سیلوکسان ها) را به سطح الیاف اضافه می کند تا مولکول های آب را از چسبیدن به گروه های هیدروکسیل متوقف کند. به عنوان مثال، یک شرکت یک دستگاه تصفیه کننده پلاستیک کاغذی تولید کرد که می تواند زاویه تماس سطحی الیاف را از 0 درجه به 120 درجه تغییر دهد. نرخ جذب رطوبت از 12.3% به 4.5% پس از 24 ساعت در اتاقی با رطوبت 90% کاهش می یابد، در حالی که میزان حفظ استحکام از 35% به 85% افزایش می یابد. این فناوری برای بسته بندی باتری های هواوی میت 60 استفاده شده است و بسته بندی داخلی آن دارای طبقه بندی ضد آب IPX3 است.

2. فناوری پوشش نانو: "زره نامرئی" که از سطوح محافظت می کند
سطح خمیر قالب گیری شده با یک لایه نانو آبگریز با استفاده از روش اسپری پلاسما یا روش سل ژل پوشانده شد. به عنوان مثال، بسته بندی آیفون 15 اپل دارای یک پوشش نانو آبگریز با عامل رسانای کربن سیاه است. این پوشش نه تنها در برابر الکتریسیته ساکن با مقاومت سطحی کمتر از 10⁹ Ω محافظت می کند، بلکه گوشی را تا سطح IPX4 با زاویه تماس 150 درجه ضد آب می کند. این پوشش می تواند بیش از 500 برابر اصطکاک پوشش های سطح استاندارد را تحمل کند.<100 times).

3. طراحی بهینه سازی سازه: "کنترل میکرو محیط" برای کنترل رطوبت
از ابزارهای شبیه سازی برای بهبود ساختار بسته بندی استفاده کنید و در مکان های مهم سوراخ ها و محفظه های قابل تنفس برای خشک کن اضافه کنید. برای مثال، در بسته‌بندی ایستگاه‌های شارژ تسلا، از ساختار قالب‌گیری خمیری دولایه-استفاده می‌شود. لایه بیرونی با الیاف رسانا تقویت شده است تا در برابر ضربه مقاوم‌تر شود و لایه داخلی دارای کانال‌های تنفسی به شکل لانه زنبوری و خشک‌کننده سیلیکونی است تا رطوبت داخل بسته‌بندی را بین 40% تا 50% حفظ کند که مطابق با الزامات سطح حفاظت IP65 است.

4. سیستم نظارت هوشمند: یک "نگهبان دیجیتال" که هشدارها را در زمان واقعی ارسال می کند
استفاده از فناوری اینترنت اشیا برای اتصال حسگرهای دما و رطوبت برای نظارت بر{0}زمان واقعی محیط بسته‌بندی. به عنوان مثال، بسته سرور Lenovo ThinkStation دارای یک سنسور رطوبت بلوتوث است که وقتی سطح رطوبت از 65٪ بالاتر می رود، زنگ هشدار به صدا در می آورد و یادآوری های تعمیر و نگهداری را از طریق برنامه ارسال می کند. این تکنیک تعداد دفعاتی که محصولات تحویل داده نمی شوند را 76 درصد کاهش می دهد.