一, Les gènes des fibres naturelles qui absorbent l'humidité : de leur structure physique à leur réaction à l'environnement
La pâte moulée est créée à partir de fibres végétales naturelles, notamment de bagasse de canne à sucre, de vieux papiers et de fibres de bambou. Sa structure fibreuse en réseau tridimensionnel lui confère des qualités particulières qui lui permettent d'absorber l'humidité. Il y a beaucoup de groupes polaires à la surface des fibres, comme les groupes hydroxyle (-OH). Ces groupes peuvent établir des liaisons hydrogène avec les molécules d’eau et absorber activement l’humidité de l’air lorsque l’air est humide. Les données expérimentales indiquent que le moulage de pâte native non traitée peut atteindre un taux d'absorption d'humidité de 12,3 % en 24 heures dans des conditions d'humidité de 90 %, conduisant à une réduction de 65 % de la résistance du matériau. Cette caractéristique rendait difficile son utilisation dans les emballages électriques.
Dangers possibles d'absorption d'humidité pour les produits électroniques :
Corrosion des pièces : Lorsque l'humidité est supérieure à 60%, les contacts métalliques peuvent s'oxyder, ce qui rend le contact mauvais.
Accumulation d'électricité statique : lorsque les fibres absorbent de l'humidité, leur résistance de surface diminue, ce qui peut entraîner des incidents de décharge électrostatique (ESD).
Défaillance structurelle : lorsque le coussin de rembourrage absorbe l'humidité, il change de forme, ce qui le rend moins efficace pour protéger contre les tremblements de terre lors de son déplacement.
2, Percée technologique : passer de l’absorption passive de l’humidité à son arrêt actif
L'industrie a construit un système tridimensionnel-résistant à l'humidité-pour empêcher l'humidité de pénétrer. Cela a été fait par trois méthodes principales : changer les matériaux, proposer de nouveaux processus et améliorer la structure.
1. Altération hydrophobe des fibres : une barrière imperméable au niveau moléculaire
La technologie de greffage chimique ajoute des groupes hydrophobes, notamment des chaînes fluorocarbonées et des siloxanes, à la surface des fibres. Cela empêche les molécules d’eau d’adhérer aux groupes hydroxyles. Par exemple, une entreprise a produit un purificateur de papier-plastique capable de modifier l’angle de contact de la surface des fibres de 0 degré à 120 degrés. Le taux d'absorption d'humidité passe de 12,3 % à 4,5 % après avoir été dans une pièce à 90 % d'humidité pendant 24 heures, tandis que le taux de rétention de résistance augmente de 35 % à 85 %. Cette méthode a été utilisée pour emballer les batteries Huawei Mate 60. En ajoutant des modificateurs à la pâte, l’emballage intérieur a obtenu un indice d’étanchéité IPX3.
2. Technologie de nano-revêtement : une « armure invisible » pour protéger les surfaces
La surface de la pâte moulée a été recouverte d'une couche nano-hydrophobe en utilisant soit la technique de pulvérisation plasma, soit la technique sol-gel. L’emballage de l’Apple iPhone 15, par exemple, est doté d’un revêtement nano-hydrophobe avec un agent conducteur de noir de carbone. Ce revêtement protège non seulement contre l'électricité statique avec une résistance de surface inférieure à 10 ⁹ Ω, mais il rend également le téléphone étanche au niveau IPX4 avec un angle de contact de 150 degrés. Ce revêtement peut résister à plus de 500 fois le frottement des revêtements de surface standards (<100 times).
3. Conception d'optimisation structurelle : « Contrôle du microenvironnement » pour contrôler l'humidité
Utilisez des outils de simulation pour améliorer la structure de l'emballage et ajoutez des trous et des chambres respirants pour le déshydratant aux endroits importants. Par exemple, l'emballage des bornes de recharge Tesla est doté d'une structure moulée en pâte à papier à double-couche. La couche extérieure est renforcée avec des fibres conductrices pour protéger contre les chocs, et la couche intérieure est dotée de canaux respirants en forme de nid d'abeille et d'un déshydratant en silicone pour maintenir l'humidité à l'intérieur de l'emballage entre 40 % et 50 %, ce qui répond aux exigences du niveau de protection IP65.
3, application industrielle : tests de scénarios complets, de l'électronique grand public à l'équipement industriel
La technologie-résistante à l'humidité de la pâte moulée a fait son chemin dans de nombreux maillons de la chaîne de l'industrie électronique. Sa durabilité a été démontrée par des tests stricts et des exemples réels-.
1. Electronique grand public : le « bouclier de protection » pour les pièces qui doivent être très précises
Emballage de téléphone portable : le module de caméra d'une marque a été rayé à cause de l'adsorption électrostatique, ce qui a coûté à l'entreprise plus de 8 millions de yuans par an. Après avoir utilisé des fibres conductrices graphite/noir de carbone 4:3, la résistance de surface est descendue à 10 ⁴ Ω et le rendement du produit est passé de 92 % à 98,5 %.
Emballage pour écouteurs : l'emballage de l'implant cochléaire cochléaire est fabriqué à partir de pâte à la fois antibactérienne et anti-statique, a une résistance de surface < 10 ΩΩ et est recouvert de nano-ions d'argent. Il peut être conservé dans un endroit à 85 % d'humidité pendant 72 heures sans perdre sa capacité de travail.
2. Équipements industriels : une « forteresse sismique » pour les grosses pièces
Tesla utilise un moulage de pâte à papier résistant à l'humidité pour l'emballage de la pile de chargement et a passé avec succès les tests de transport ISTA 3A. Les parties intérieures n'ont pas rouillé et la structure n'a pas changé de forme après avoir été transportée sur 1 000 kilomètres dans un environnement à 90 % d'humidité.
Emballage du serveur : L'emballage du serveur Lenovo ThinkSystem utilise la technologie de moulage par adsorption sous vide. L'épaisseur de la paroi est constante à 0,1 mm près et l'emballage est doté de cartes de détection d'humidité pour surveiller l'humidité pendant l'expédition.
3. L'électronique médicale : la « gardienne » des lieux propres
L'emballage de la pompe à insuline de Medtronic est fabriqué à partir de matériaux biosourcés-résistants à l'humidité et a obtenu la certification médicale ISO 13485. Il peut être conservé dans un endroit avec 75 % d'humidité pendant 30 jours, et l'humidité à l'intérieur de l'emballage ne change pas de plus de 5 % pour garder l'équipement stérile.
