摘要：在不同的環境條件下，同種包裝材料的阻隔性存在一定的差異。為了驗證這種差異，本文以包裝常用的PET/PE復合膜材料為例，分別測試其在10℃、0%RH與30℃、0%RH下的氧氣透過量，試驗所采用的檢測設備為Labthink蘭光VAC-V2 壓差法氣體滲透儀，并簡要介紹了該設備的參數、試驗的操作過程及試驗原理。測試結果表明PET/PE材料在10℃、0%RH的氧氣透過量明顯低于其在30℃、0%RH下氧氣透過量。
關鍵詞：氧氣透過量、試驗條件、溫度、包裝材料、壓差法氣體滲透儀、阻氧性、阻隔性
1. 意義
隨著運輸能力不斷提升及食品、藥品、保健品等產品生產技術的日益成熟，各類產品在時間及空間范圍內的流通越來越廣。在流通的時間及空間跨度內，所使用的包材應與產品具有良好的相容性，以防止流通環境變化引起包材性質劣變，對產品的保護作用減弱，進而導致產品質量劣化。
我國是一個地大物博、四季分明的國家，南北方、冬夏季環境的溫濕度相差較大，北方、冬季的溫度低且干燥，微生物及各種酶的活性較低，產品中各種成分的氧化變質速度慢，而南方、夏季的溫度、濕度均較高，環境適宜，微生物及酶的活性較高，產品發生氧化變質的速度較快，因此，就對包材阻氧性能的要求來說，與北方、冬季相比，產品在南方、夏季銷售及存儲時要求包材應具有更高的阻氧性。而對于同種包裝材料來說，其阻氧性能的高低與所處的環境條件息息相關，通過驗證包材在不同條件下的氧氣透過量，確認在各種環境下包材的阻氧性能均能滿足產品的保質要求，是保證產品可放心流通的重要前提之一。
2. 檢測方法
塑料復合膜材料的氧氣透過量測試方法主要分為壓差法、等壓法(庫侖法)兩種，其中壓差法可參考的標準為GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法 壓差法》，等壓法可參考的標準為GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗 庫侖計檢測法》。本文采用壓差法、依據GB/T 1038檢測樣品的阻氧性能。
3. 試驗樣品
本文以PET/PE復合膜為例，檢測其在10℃、0%RH及30℃、0%RH兩種條件下的氧氣透過量。
4. 檢測設備
本驗證試驗所用檢測設備為濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產的VAC-V2 壓差法氣體滲透儀。
圖1 VAC-V2壓差法氣體滲透儀
4.1 試驗原理
設備的測試腔分為上、下兩部分，并被試樣隔開，上部測試腔為高壓腔，下部測試腔為低壓腔。試驗時，首先對低壓腔抽真空，然后對整個測試腔抽真空，達到規定的真空度后，關閉低壓腔，向高壓腔內充入一定壓力的試驗氣體，如此試樣的兩側便形成了一定的壓力差。根據氣體的擴散原理，試驗氣體會在壓力差的作用下，由高壓腔穿過試樣滲透到低壓腔，通過對低壓腔內壓強隨時間的變化進行監測，即可得到試樣的阻隔性數據。
4.2 適用范圍
(1) 本設備專業用于多種薄膜、片材試樣在各種溫度下的氣體透過率、滲透系數、溶解度系數、擴散系數的測試。
- 薄膜類：如各種塑料薄膜、塑料復合薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜等膜狀材料。
- 片材類：如各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。
(2) 本設備還可擴展到航空航天用材料、紙及紙板、漆膜、玻纖布、玻纖紙、化妝品軟管片材、各種橡膠片材等材料的透氣性測試。
(3) 本設備適用于多種氣體的透過率測試，如氧氣、二氧化碳、氮氣、氦氣、空氣等。
(4) 本設備可滿足多項國家和標準，如ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003等。
4.3設備參數
- 設備的測試范圍為0.05 ~ 50000 cm3/m2·24h·0.1MPa，真空分辨率可達到0.1 Pa。
- 設備的控溫范圍為5℃ ~ 95℃，控溫精度為±0.1℃；控濕范圍為0%RH、2%RH ~ 98.5%RH、100%RH，控濕精度為±1%RH，可滿足客戶不同試驗條件下的檢測需求。
- 本設備有三個*獨立的試驗腔，可同時測試三種相同或不同的試樣。
- 本設備可進行任意溫度下的數據擬合，輕松獲得測試條件下的試驗結果。
- 經過改制，本設備還可支持有毒氣體、易燃易爆氣體的測試。
- 本設備提供標準膜進行快速校準，保證檢測數據的準確性和通用性。
- 本設備支持LystemTM實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和檢測報告。
5. 試驗過程
5.1 裁樣 從待測的PET/PE復合膜樣品表面裁取直徑為97 mm的試樣3片。在23±2℃的環境條件下，將裁好的試樣放置在干燥器中進行狀態調節48 h。
5.2 測厚 利用測厚儀測試試樣厚度，至少測試5點，并取平均值。
5.3 裝樣 沿試驗腔的周圍涂抹一層真空油脂，然后在試驗腔中間測試區域內放置一片直徑為65 mm的濾紙，可以支撐試樣，并能防止低壓腔被污染。zui后將試樣平整的粘貼在試驗腔上，合上上腔，并擰緊。
圖2 裝樣過程
5.4 設置參數 設置試樣厚度、試驗溫度(10℃)、試驗濕度(0%RH)等參數信息。
5.5 開始試驗 打開真空泵、水浴控溫裝置，點擊開始試驗選項，試驗開始。
5.6 讀取數據 試驗結束后讀取試驗結果。
5.7 按照5.1 ~ 5.6的步驟，測試試樣在30℃、0%RH條件下的氧氣透過量。
6. 試驗結果
10℃、0%RH條件下PET/PE復合膜試樣的氧氣透過量為43.2071 cm3/(m2?24h?0.1MPa)，30℃、0%RH條件下該試樣的氧氣透過量為167.0067 cm3/(m2?24h?0.1MPa)，說明所檢測試樣在兩種試驗條件下的氧氣透過量相差較大。
7. 結論
包材存儲于不同環境條件下其阻氧性存在較大的差異，企業在選用包材時應在掌握不同環境條件下包材阻氧性能的基礎上，充分考慮包材的這種性能變化對產品可能產生的影響，從而降低因包材與產品的相容性差而導致產品發生變質的概率。VAC-V2 壓差法氣體滲透儀是一款專業用于薄膜、片材等試樣氧氣透過量的檢測設備，配備有的溫度、濕度控制系統，可以輕松實現試樣在不同的試驗條件下氧氣透過量的檢測，且試驗結果的精度高、重復性好，可真實反映試樣的阻氧性能。Labthink蘭光是一家專業生產研發包裝檢測設備、提供可靠包裝檢測服務的優良企業，多年來為客戶提供了上萬次阻氧性檢測設備與服務。了解相關的檢測設備與服務，您可登陸濟南蘭光公司查看具體信息或直接致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。
