食药级高阻隔薄膜项目是以510所在真空镀膜及连续卷绕镀膜技术等方面的技术积累为基础，以市场需求为牵引，开展的具有典型军民融合特征的产业化项目，项目目标为“开发符合市场要求的透明氧化物高阻隔薄膜产品及规模化生产技术”。根据项目研制目标，团队已完成高阻隔薄膜产品研制、卷绕式高阻隔薄膜镀制工艺开发设备研制、食药级高阻隔薄膜工艺开发，正在开发食药级高阻隔薄膜中试装备研制开发，并完成食药级高阻隔薄膜的批产与推广，逐步实现产品的国产替代。

    近年来，我国包装产业发展迅猛，推动了包装新材料，新工艺的发展，特别是高阻隔膜，在电子产品封装、食品/药品封装、保质期和货架期要求高的包装行业得到快速发展。近年来日本、德国、英国、意大利、加拿大、美国等工业发达国家投入大量的人力物力研究开发新型的高阻隔性包装材料—SiOx和其它非金属氧化物镀膜复合包装材料，争取在未来这一技术、材料市场上占据有利地位。
但国内外氧化物高阻隔膜均未实现产业化，随着SiOx镀膜技术工艺的不断完善、产品成本的进一步降低，SiOx镀膜包装材料将具有十分广阔的应用前景，在节能、环保、食品安全等领域具有巨大的市场。在大部分包装领域将替代传统的多层共挤、铝塑复合、真空镀铝加工高阻隔性材料，成为应用最广的一种新型复合包装材料。
目前，阻隔膜已发展到第三代即新型氧化物高阻隔膜阶段。第一代阻隔材料为塑料膜，主要有EVOH（乙烯/乙烯醇共聚物）、PVDC（聚偏氯乙烯）、PA（尼龙）、PET（聚酯）、PE（聚乙烯）等），但是较低的阻隔性能使其应用范围受到限制；第二代阻隔材料主要是铝箔和在各种塑料基底上的镀铝膜，铝箔的制备技术成熟，阻水、阻氧率较好，但因其柔韧性差、不透明，且不易回收、资源消耗大等缺陷使其在使用中也受到限制。
第三代阻隔材料指无机氧化物高阻隔薄膜材料，以聚酯膜（PET）为基底、氧化物（如SiOx）涂层为阻隔层突出的特点表现：（1）阻隔性能优异；（2）阻隔层和有机膜附着力好，耐蒸煮；（3）透过性和柔性良好；（4）生产速度快、成本低、节省资源；（5）无污染、易回收，节能环保。相比第一、二代高阻隔膜：多层共挤、铝塑复合、真空镀铝等，具有性能和成本方面的显著优势，成为广泛应用的一种新型高功能薄膜材料。

    在高阻隔膜产品制备行业，国内当前没有一家公司可以生产出完全满足市场需求的产品。为了追求高阻隔性能，采用替代材料，如金属铝薄膜、多层复合薄膜等。由于金属的导热性，产生了食品包装的二次加热与保鲜时间等问题；使得多层复合薄膜的成本之高极大的限制了市场的应用。因此，谁能在高阻隔特性上进行突破，在成本方面精确控制，制备出可以让市场接受的产品，谁就可以获得巨大的利益。
510所立足于多年表面工程技术与产品开发能力，针对市场的迫切需求，将空间原子氧防护技术、SiOx功能薄膜技术、PECVD设备开发与制备技术进行产业转化，符合高阻隔薄膜产业发展方向，具备良好的发展潜力。

    本项目将分两个阶段实施。第一阶段：完成中试生产线的建设，针对食药级高阻隔薄膜所需要的氧化物高阻隔膜开展研究，重点对小批量的技术改造、工艺优化等问题进行分析，产能达到每年2000 万m2，销售额超过6000万元。第二阶段：提高食药级高阻隔薄膜的市场占有率，完成更大规模的生产线建设，国内市场占有率达到50%以上，同时完成相关产品的升级换代工作，开发具有更多功能的复合型高阻隔膜，拓展到VIP板、药物包装以及电子封装等领域。

    在氧化物高阻隔膜研制方面，510所具有多方面的优势。510所从“九五”期间开始，从事等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术制备SiOx薄膜研究，积累了丰富的PECVD制备SiOx涂层的经验。在PI、PET、F46等多种有机基底材料上制备SiOx薄膜，最大幅宽可达到0.6米。制备的SiOx致密性好、与基底材料附着力强，已经在我国未来空间站太阳电池阵的板间电缆上进行应用。高阻隔用SiOx的制备原材料、工艺参数及流程与空间用的SiOx薄膜基本相似，仅需要对细节进行优化调整即可。510所采用PECVD制备SiOx的幅宽在国内是领先的。
另外，510所拥有真空技术与物理国防重点实验室，主要的研究方向之一就表面工程技术，长期从事功能薄膜技术研究，对各类膜系有着深入的研究，积累了丰富的经验，能够开展各类镀膜技术研究，在镀膜领域有较强的技术能力和技术优势。
该项目的主要技术难点是高致密性SiOx制备，510所在原有等离子体聚合制备SiOx原子氧防护涂层的基础上进行优化，已经在PET、PI、PE等多种柔性基底材料上制备了SiOx高阻隔膜，对氧气的阻气率已经国际先进水平，满足市场对该产品需求的指标。

    1.SiOx制备工艺。首次将硅氮烷（PHPS）PECVD镀膜技术用于到高阻隔膜中。因为在蒸发镀铝过程中，不可避免的存在针孔缺陷，影响阻隔性。本项目采用PECVD制备的SiOx表面，封堵原有的针孔缺陷，达到提高阻隔性的目的。
2.SiOx高阻隔膜批生产设备（生产线）。国内还没有成熟的批量生产氧化物高阻隔膜的生产设备和生产经验，虽然在实验室设备能够制备出高性能的SiOx高阻隔膜，但是实验室的设备和制备流程不一定能够实现产业化。本项目采用PECVD沉积的制备方案，在国内外还没有见到类似的制备方案。通过对PECVD制备设备的电极形状、间距、工作气体的流场分布、沉积区域等重要环节的设计与优化，研制的批生产设备具有投入成本低、生产速率高、稳定性优异等特点。

    08、产品级：批产合格、图纸完备、工艺成熟

    2017年全球新型氧化物镀膜包装市场销量将达到33亿平米（15亿美元）。日本2020年新型氧化物镀膜销量将达到17亿平米（7亿美元），日本、欧洲阻隔性薄膜的消费量每年在以10％左右的速度增长，美国阻隔性树脂的消费年均增长13.6％，并且这些发达国家已经开发出SiOx复合薄膜包装材料，以取代铝塑复合包装材料，并获得了满意的包装效果和市场好评。我国年产各类食品包装膜2000多万吨，冷鲜食品与微波食品对高阻隔膜的需求越来越旺盛，比例逐年增加，同时，伴随更高的食品安全要求、存储要求、健康要求及环保要求，新型氧化物高阻隔膜在进口食品、高端冷鲜食品、健康食品的包装方面所占的份额越来越高，应用推广也进入高峰期。
综上所述，一方面，食药级高阻隔薄膜新兴市场的快速发展，市场需求十分巨大，增速很快，另一方面，国内外新型氧化物高阻隔膜尚未形成产业化，目前是绝佳的进入时机，新型氧化物高阻隔膜在性能指标和成本两个方面均有显著优势，一旦投入市场，必然实现全面替代。

    食药级高阻隔膜产品采用原料主要是PET基膜和反应气体，属于市场上成熟的的产品。下游用户主要是采用进口高阻隔膜的包装厂家，在产品性能相当，价格具有一定优势的基础上，容易进入产品产业链中。食药包装级高阻隔膜产品本身具有光学透明，材料柔韧性好，阻隔性高，具有非常好的市场前景。

    高阻隔膜材料的应用领域十分广阔，市场巨大，目前国内食药包装级高阻隔膜产品主要从日本、美国进口，该产品是食品药品包装的核心材料，其性能直接影响食药包装材料的使用范围及市场价格。目前已经为浙江长宇公司、福建赛特公司提供产品试用及评测，均满足客户要求。