摘要：隨著(zhù)包裝形式的多樣化發(fā)展，與包裝直接接觸的氣體種類(lèi)增多，包裝材料對不同氣體的阻隔性是影響包裝保質(zhì)效果的重要因素。本文通過(guò)測試BOPP/CPP薄膜對氧氣、氮氣的阻隔性能對比分析了包裝材料對不同氣體阻隔性的高低，并描述了試驗原理、試驗過(guò)程、設備參數及適用范圍等內容，為企業(yè)監控分析材料對氣體的阻隔性能提供參考。
關(guān)鍵詞：氧氣透過(guò)量、氮氣透過(guò)量、BOPP/CPP、包裝材料、阻隔性能、壓差法氣體滲透儀
1、意義
隨著(zhù)產(chǎn)品種類(lèi)的增多及包裝技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品的包裝形式越來(lái)越多，例如抽真空包裝、充氮包裝、氣調包裝等，對這些形式的包裝來(lái)說(shuō)，包裝材料對氣體的阻隔性能是影響包裝效果的重要因素。若包裝材料的阻隔性較差，包裝內部與環(huán)境中的氣體交換量較大，則會(huì )引起包裝中的氣體成分含量發(fā)生變化，影響包裝的保質(zhì)效果。以氣調包裝為例，氣調包裝通過(guò)對包裝內部不同氣體含量比例的控制以保持產(chǎn)品的外觀(guān)及質(zhì)量，而同種包裝材料對不同氣體的阻隔能力并不相同，這與氣體分子的大小及其與包裝材料的相容性有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)氣體分子越小，與材料的相容性越好，氣體越容易在材料中滲透，即氣體透過(guò)量越高。這種不同氣體透過(guò)量的差異很可能會(huì )導致包裝內部氣體比例發(fā)生變化。因此，通過(guò)對不同氣體阻隔性的比較分析，研制并選擇合適阻隔性能的包裝材料，對保證包裝發(fā)揮其保質(zhì)效果具有重要意義。
2、試驗依據
氣體透過(guò)性能的檢測方法有壓差法與等壓法兩種測試原理，受傳感器種類(lèi)及試驗原理的限制，等壓法一般僅可測試氧氣透過(guò)量，本文采用壓差法可測試樣品對不同氣體的阻隔性能，所依據的標準為GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)性試驗方法 壓差法》。
3、試驗樣品
本次試驗所選擇的樣品為干法復合而成的BOPP/CPP薄膜，分別測試該樣品的氧氣透過(guò)量與氮氣透過(guò)量。
4、試驗設備
本文所利用的試驗設備為VAC-VBS壓差法氣體滲透儀，該設備由濟南蘭光機電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。
4.1 試驗原理
壓差法指的是試驗過(guò)程中試樣兩側保持一定的壓力差，并通過(guò)測試低壓側壓力的變化情況得到試樣氣體透過(guò)量的方法。具體的實(shí)現過(guò)程為，試樣裝夾到設備上后將測試腔分為上、下兩腔，通過(guò)對設備上、下腔抽真空至一定的真空度，然后向上腔充入一定壓力的試驗氣體，使上、下腔保持一定的壓力差，上腔內的氣體在壓力差的作用下，通過(guò)試樣滲透到下腔中，通過(guò)測試下腔中的壓力變化情況得到試樣的氣體透過(guò)量。
4.2 適用范圍
(1) 本設備適用于多種薄膜、片材的氣體滲透性能測試。薄膜類(lèi)包括各種塑料薄膜、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(lèi)包括各種工程塑料、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(guò)率測試，如氧氣、二氧化碳、氮氣、氦氣、空氣等。
(4) 本設備滿(mǎn)足多項國家和國際標準，如ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003。
4.3 設備參數
測試范圍為0.1 ~ 100,000 cm3/(m2·24h·0.1MPa)；可同時(shí)完成3個(gè)試樣的測試，試驗結果為3個(gè)試樣測試結果的平均值；試樣的溫度范圍為15 ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃；提供標準膜進(jìn)行快速校準，保證檢測數據的準確性和通用性；支持LystemTM實(shí)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(guò)程
5.1 裁樣
從待測的BOPP/CPP薄膜樣品表面裁取直徑為80 mm的試樣6片，放置在23 ℃的干燥器中狀態(tài)調節48 h。
5.2 氧氣透過(guò)量測試
(1) 在三個(gè)測試腔的周邊均勻涂抹真空油脂，并在測試區域放置濾紙。取其中3片試樣分別粘貼在設備的3個(gè)測試腔表面，去除試樣與測試腔間的氣泡，并用試樣夾緊裝置夾緊。
(2) 設置試樣名稱(chēng)、試驗溫度、試驗濕度等參數信息，點(diǎn)擊試驗選項，試驗開(kāi)始，打開(kāi)真空泵。試驗結束后，設備顯示試驗結果。
5.3 氮氣透過(guò)量測試
設備接上氮氣氣源，按照5.2中的步驟檢測試樣的氮氣透過(guò)量。
6、試驗結果
本次試驗所測試的BOPP/CPP薄膜樣品的氧氣透過(guò)量為779.0179 cm3/(m2·24h·0.1MPa)，氮氣透過(guò)量為202.3561 cm3/(m2·24h·0.1MPa)。
7、結論
從本文的試驗結果來(lái)看，所測得樣品的氧氣透過(guò)量明顯高于氮氣透過(guò)量，這說(shuō)明在相同時(shí)間內、相同條件下滲透過(guò)包裝材料的氧氣量更多，這種現象與氮氣分子直徑大于氧氣分子直徑有關(guān)。另外，從試驗過(guò)程來(lái)看，設備易于操作，試驗效率與智能化程度高，測試精度高，測試結果可靠，可以準確的反映出所測試樣品對氧氣、氮氣的阻隔性能。
