試驗(yàn)溫度對材料氮?dú)馔高^量的影響

　　摘要：氮?dú)馔高^量是影響包裝材料對其內(nèi)部充填氮?dú)獗４婺芰Φ闹匾笜?biāo)。本文通過對不同溫度下氮?dú)馔高^量的測試，評價(jià)了溫度對樣品保存氮?dú)饽芰Φ挠绊懀⒔榻B了試驗(yàn)原理，設(shè)備VAC-V2壓差法氣體滲透儀的參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過程等內(nèi)容，為企業(yè)監(jiān)測包裝材料的氮?dú)馔高^量提供參考。

　　關(guān)鍵詞：氮?dú)馔高^量，溫度，壓差法，壓差法氣體滲透儀，包裝材料

1、意義

　　氮?dú)馐且环N化學(xué)性質(zhì)不活潑的氣體，在常溫下很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此常被用來作為保護(hù)氣體充填到包裝材料中，如充氮包裝的輸液袋、充氮包裝的奶粉、充氮包裝的薯片、充氮包裝的蛋糕等，這些產(chǎn)品包裝中填充的氮?dú)饩哂蟹乐巩a(chǎn)品氧化變質(zhì)的效果，且能夠抑制微生物的生長繁殖，防止產(chǎn)品霉變。除此之外，包裝中的氮?dú)膺€具有一定的緩沖作用，能夠防止產(chǎn)品在受外力擠壓或跌落時(shí)發(fā)生變形或破碎。

　　為了確保充氮包裝充分發(fā)揮上述保護(hù)功能，包裝材料應(yīng)具有良好的氮?dú)獗４婺芰Γ拍軌蛴行Х乐拱b中的氮?dú)馍⑹Щ蚝拷档汀Ｓ绊懙獨(dú)庠诎b材料中滲透能力的因素包括包裝的材質(zhì)結(jié)構(gòu)、厚度、環(huán)境溫度、濕度等，本文通過測試同種材料在不同溫度下的氮?dú)馔高^量，研究溫度對包裝材料保存氮?dú)饽芰Φ挠绊憽?/span>

2、試驗(yàn)樣品

　　本次試驗(yàn)以常見的KPA/CPP包裝材料為試驗(yàn)樣品，測試其在不同溫度下的氮?dú)馔高^量。

3、試驗(yàn)依據(jù)

　　目前有關(guān)軟塑包裝材料氣體透過量的測試方法有等壓法(庫侖計(jì)法)與壓差法。等壓法原理受傳感器種類的限制，僅能用于氧氣透過量的測試，因此，本次試驗(yàn)采用壓差法原理進(jìn)行測試，試驗(yàn)過程依據(jù)GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗(yàn)方法 壓差法》。

4、試驗(yàn)設(shè)備

　　本文采用VAC-V2壓差法氣體滲透儀測試樣品的氮?dú)馔高^量，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

4.1 試驗(yàn)原理

　　壓差法原理是通過壓力傳感器對氣體壓力隨滲透時(shí)間的變化情況的監(jiān)測得到試樣的氣體滲透性能，因此壓差法原理可測試氣體種類不受傳感器的限制，適用于氧氣、氮?dú)狻⒍趸肌⒖諝狻⒑狻⒘虻榷喾N氣體的測試。試驗(yàn)時(shí)，裝夾的試樣將設(shè)備的測試腔分為上、下兩個(gè)腔，上腔中充填一定壓力的測試氣體，下腔通過抽真空形成低壓環(huán)境。測試氣體從上腔通過試樣滲透到下腔中，引起下腔壓力變化，壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測下腔壓力隨滲透時(shí)間的變化情況，并據(jù)此得到試樣的氣體透過量等參數(shù)。

圖1　VAC-V2壓差法氣體滲透儀

4.2 適用范圍

　　(1) 本設(shè)備專業(yè)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(shù)、溶解度系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)的測試。薄膜類包括各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜等膜狀材料；片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。

　　(2) 本設(shè)備還可擴(kuò)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(shè)備適用于多種氣體的透過率測試，如氧氣、二氧化碳、氮?dú)狻⒑狻⒖諝獾取?/span>

(4) 本設(shè)備可滿足ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003等多項(xiàng)國家和標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 設(shè)備參數(shù)

　　測試范圍為0.05 ~ 50,000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，真空分辨率可達(dá)到0.1 Pa；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、RH，控濕精度為±1%RH，可滿足客戶不同試驗(yàn)條件下的檢測需求；有三個(gè)*獨(dú)立的試驗(yàn)腔，可同時(shí)測試三種相同或不同的試樣；可進(jìn)行任意溫度下的數(shù)據(jù)擬合，輕松獲得測試條件下的試驗(yàn)結(jié)果；經(jīng)過改制，本設(shè)備還可支持有毒氣體、易燃易爆氣體的測試；提供標(biāo)準(zhǔn)膜進(jìn)行快速校準(zhǔn)，保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和通用性；支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和檢測報(bào)告。

5、試驗(yàn)過程

　　(1) 從樣品表面裁取直徑為97 mm的試樣3片。

　　(2) 在設(shè)備三個(gè)測試腔測試區(qū)域周邊均勻涂抹一層真空油脂，并在測試區(qū)域各放置一片濾紙。將3片試樣分別粘貼在測試腔上，并輕輕按壓，趕走試樣與測試腔接觸部位的氣泡，夾緊測試腔上蓋。

　　(3) 將設(shè)備與氮?dú)鈿庠聪噙B。設(shè)置試樣名稱、試樣厚度、試驗(yàn)溫度、濕度等參數(shù)信息，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。設(shè)備按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，并在試驗(yàn)結(jié)束后顯示試樣的氮?dú)馔高^量等參數(shù)。

　　(4) 按照上述步驟依次測試試樣在23℃、40℃下的氮?dú)馔高^量。

6、試驗(yàn)結(jié)果

　　試驗(yàn)測得試樣在23℃下的氮?dú)馔高^量為0.974 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，在40℃下的氮?dú)馔高^量為2.162 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、結(jié)論

　　從試驗(yàn)結(jié)果來看，測試結(jié)果的精度高，且準(zhǔn)確可靠。相比23℃下的測試結(jié)果，KPA/CPP樣品在40℃下的氮?dú)馔高^量明顯較高，這說明溫度升高后，氮?dú)庠跇悠凡牧现械臐B透能力增強(qiáng)，樣品對氮?dú)獾淖韪裟芰档汀脑囼?yàn)過程來看，設(shè)備易于操作，一次試驗(yàn)可同時(shí)測試3種相同或不同的試樣，試驗(yàn)效率高。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，新推出的C系列阻隔性檢測設(shè)備，采用自主傳感器技術(shù)，在測試精度、效率與自動化方面進(jìn)行了革命性升級，實(shí)現(xiàn)了包裝阻隔性設(shè)備的震撼蛻變。了解相關(guān)設(shè)備信息，可登陸濟(jì)南蘭光電技術(shù)有限公司站查看具體信息或致電咨詢。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。