目前在國(guó)際上,常用于檢測(cè)包裝材料阻氧性能的透氧測(cè)試方法有兩種:等壓法和壓差法,這兩種方法是根據(jù)測(cè)試時(shí),被測(cè)樣品兩側(cè)的氣壓狀況來(lái)區(qū)分的。現(xiàn)行的ISO15105中的方法一是壓差法,方法二是等壓法;而我國(guó)現(xiàn)行的透氧標(biāo)準(zhǔn)GB1038制定于1988年,只規(guī)定了壓差法,至今仍未將等壓法修訂補(bǔ)充入標(biāo)準(zhǔn)。 壓差法的試驗(yàn)原理:先在樣品膜的兩側(cè)抽真空,然后在樣品一側(cè)輸入氧氣達(dá)到一個(gè)大氣壓,從而在樣品的兩側(cè)形成一個(gè)大氣壓的壓力差。隨著氧氣的逐漸透過(guò),檢測(cè)出低壓室的壓力增量速度,就可以計(jì)算出樣品的透氧速率。壓差法的測(cè)試原理相對(duì)簡(jiǎn)單,只需要對(duì)氣壓進(jìn)行精確的測(cè)量,而且可以測(cè)試材料對(duì)多種氣體的阻隔性。但是壓差法在其準(zhǔn)確性及應(yīng)用方面,仍有較大的局限性,因?yàn)椋?BR> 1.在測(cè)試時(shí),需要在樣品的兩側(cè)形成一個(gè)大氣壓的壓差,這個(gè)壓差的存在會(huì)破壞材料本身的性能結(jié)構(gòu),如產(chǎn)生裂紋、加大針孔、材料變薄、透氣面積變大,這些改變會(huì)影響測(cè)試的準(zhǔn)確性。當(dāng)包裝材料應(yīng)用于食品或藥品包裝時(shí),是不會(huì)經(jīng)受這個(gè)壓差的。 2.進(jìn)口的壓差法設(shè)備的測(cè)試范圍只能達(dá)到0.5 cc/m2day,再小的透過(guò)率數(shù)據(jù)是不能保證精度的。而目前鍍鋁膜等高阻隔包裝材料的透氧率已經(jīng)可以達(dá)到0.1 ~0.2cc/m2day左右,鋁箔復(fù)合膜則更低,所以壓差法已經(jīng)不能適用于這些材料的檢測(cè)了。 3.壓差法設(shè)備不能測(cè)試完整的包裝件,只能測(cè)試膜材。有時(shí),材料本身的透氧率不存在問(wèn)題,而軟包裝的封邊、瓶蓋的密封等因素,都會(huì)嚴(yán)重地影響完整包裝的透氧率。 4.壓差法設(shè)備不能控制測(cè)試濕度。不能檢驗(yàn)一些親水性材料(如尼龍、EVOH)在高濕環(huán)境下的透氧率突變情況。 5.測(cè)試的重復(fù)性較差,臺(tái)間差也會(huì)達(dá)到15~20%以上。只能用原廠的標(biāo)準(zhǔn)膜進(jìn)行驗(yàn)證,但是由于國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有溯源標(biāo)準(zhǔn)膜的供應(yīng),所以不同生產(chǎn)商的設(shè)備之間沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的參考值。 6.測(cè)試效率并不高,由于在測(cè)試開(kāi)始時(shí)需要在測(cè)試腔內(nèi)抽真空,對(duì)于高阻隔材料,廠方推薦的抽真空時(shí)間會(huì)長(zhǎng)達(dá)10~15小時(shí)以上;有時(shí)由于操作手法不當(dāng),就連進(jìn)口設(shè)備也很難避免會(huì)抽真空失敗,國(guó)產(chǎn)設(shè)備的抽真空技術(shù)就更不過(guò)關(guān)了。 等壓法的測(cè)試原理:在樣品膜的兩側(cè)分別通入連續(xù)流動(dòng)的氧氣和氮?dú)猓瑯悠穬蓚?cè)的大氣壓相等,利用氧氣在樣品膜兩邊的恒定濃度差而引起滲透,氮?dú)鈱⑼高^(guò)的氧氣全部運(yùn)送到傳感器上,其傳感器必須采用庫(kù)侖電量法傳感器,這是一種符合法拉第定律的值傳感器,滲透過(guò)來(lái)的氧氣經(jīng)過(guò)傳感器時(shí),傳感器就會(huì)釋放出4倍的電子,根據(jù)電流的大小就能檢測(cè)出通過(guò)傳感器的氧分子數(shù)量。和壓差法相比,等壓法是一個(gè)更精確、*的測(cè)試方法,因?yàn)椋?BR> 1.測(cè)試時(shí),樣品膜兩側(cè)的氣壓相同,不會(huì)破壞材料本身的性能結(jié)構(gòu),更接近于包裝材料真實(shí)使用的環(huán)境。 2.等壓法設(shè)備的測(cè)試范圍能達(dá)到0.005 cc/m2day,足以準(zhǔn)確地檢測(cè)這些高阻隔材料。 3.可以測(cè)試完整的包裝件或瓶,只需要加裝很小的附件。 4.測(cè)試腔的濕度可以控制在0%,或者35%~90%之間,而且濕度傳感器放置在樣品旁,真實(shí)反映樣品處的濕度,能夠?qū)τH水性材料進(jìn)行準(zhǔn)確的濕度環(huán)境下透氧率測(cè)試。 5.測(cè)試重復(fù)性很好,一般只有±1%或者±0.05 cc/m2day,而且可以利用追溯美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)研究院NIST的標(biāo)準(zhǔn)膜來(lái)驗(yàn)證設(shè)備,使得臺(tái)間差也只有2~3%,不同實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果能夠有很好的比對(duì)性。 6.測(cè)試效率高,由于不需要抽真空,一般阻隔樣品只需要一個(gè)白天就能完成,高阻隔材料也只需要最多1~2天時(shí)間。
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