barrierematerialen

Barrièrematerialen zijn materialen die ontworpen zijn om de transmissie van stoffen door een constructie of product te beperken of te voorkomen. Het doel is bescherming te bieden aan de inhoud, apparatuur of de omgeving door de doorlaatbaarheid voor water, gas, chemicaliën, licht of warmte te veranderen. Barrieriteit kan voortkomen uit intrinsieke eigenschappen van het materiaal of uit meerlagige systemen zoals laminaten en coatings.

Toepassingen komen voor in diverse sectoren. In verpakkingen worden barrièrefilms en laminaten gebruikt om voedsel en medicijnen vers te houden door vermindering van waterdamp- en zuurstoftrema. In de bouwwereld worden damp- en vochtbarrières toegepast om constructies te beschermen tegen condensatie en schimmelvorming. In de elektronica en opto-electronica dienen barrierlagen het binnendringen van vocht en zijn chemicaliën te voorkomen en de betrouwbaarheid van componenten te verhogen. In de medische sector worden barrièrefuncties ingezet om steriliteit en biocompatibiliteit te waarborgen. Ook in energieopslag en –hulpbronnen spelen barrieren een rol bij het scheiden van componenten en het beperken van migratie van elektrolyten of gassen.

Eigenschappen en ontwerpkeuzes hangen af van de toepassing. Belangrijke parameters zijn lage permeabiliteit voor relevante stoffen, chemische en thermische bestendigheid, mechanische sterkte en hechting, verwerkingseigenschappen en kosten. Veel barrières bestaan uit meerdere lagen (bijv. polymeren, metalen of keramische coatings) om combinatie van eigenschappen te bereiken. Tests zoals watervapour transmission rate (WVTR) en oxygen transmission rate (OTR) worden gebruikt in ISO- en ASTM-normen om prestaties te evalueren.

Uitdagingen omvatten defecten zoals doorlaatbare gaatjes, veroudering en afhankelijkheid van temperatuur of vocht. Veranderingen in duurzaamheid en recyclability leiden tot ontwikkelingen in multilayer en Bio-based barrières.