VAC-V2壓差法氣體滲透儀檢測塑料復合膜的二氧化碳透過率

摘要：包裝材料對二氧化碳阻隔性能的高低是影響充填二氧化碳氣調(diào)包裝保質(zhì)效果的重要因素，本文采用壓差法設備—VAC-V2壓差法氣體滲透儀對樣品的二氧化碳透過率進行測試，以驗證樣品對包裝內(nèi)部二氧化碳氣體的保存性。通過介紹試驗原理、試驗過程、設備參數(shù)及適用范圍等內(nèi)容，可為企業(yè)監(jiān)控軟塑包裝對二氧化碳的阻隔性能提供參考。

關(guān)鍵詞：二氧化碳透過率、氣調(diào)包裝、保質(zhì)效果、壓差法氣體滲透儀、軟塑包裝材料、阻隔性能

1、意義

二氧化碳具有抑制需氧微生物滋生、調(diào)節(jié)弱酸性、減弱植物有氧呼吸等作用，因此很多產(chǎn)品的包裝采用含有二氧化碳的氣調(diào)包裝，以充分利用二氧化碳的上述性質(zhì)，達到防止產(chǎn)品霉變、酸敗、延長貨架期等目的，如新鮮肉制品包裝中充填一定比例的氧氣、氮氣、二氧化碳混合氣體，以保持肉制品色澤鮮紅，防止肉制品氧化，抑制需氧微生物繁殖；新鮮水果則可通過采用比例適宜的氧氣、二氧化碳混合氣體作為氣調(diào)包裝氣體，以調(diào)控并抑制水果的呼吸。

對于氣調(diào)包裝而言，包裝內(nèi)部氣體成分的比例直接影響包裝的保質(zhì)效果，選擇氣體阻隔性適宜的包裝材料，防止包裝內(nèi)部氣體過度散失或積累，是保證混合氣體各成分比例穩(wěn)定的重要舉措。本文通過對軟塑包裝材料二氧化碳阻隔性的測試，介紹了二氧化碳透過率的測試方法。

2、檢測依據(jù)

目前，軟塑包裝材料二氧化碳透過率的測試方法主要為壓差法，本次試驗依據(jù)的方法標準為GB/T 1038-2000 《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法 壓差法》，該標準適用于測試氧氣、空氣、氮氣、二氧化碳等多種試驗氣體的氣體透過量和氣體透過系數(shù)。

3、試驗樣品

本文所測試的試驗樣品為塑料復合膜包裝材料。

4、試驗設備

本次試樣所采用的試驗設備為VAC-V2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

壓差法是指試驗過程中試樣兩側(cè)保持一定的壓力差，并根據(jù)低壓側(cè)壓力的變化情況計算試樣氣體透過量的試驗方法。實現(xiàn)過程為，將試樣裝夾到設備的測試腔后，測試腔被試樣分為上、下兩個試驗腔，對兩個試驗腔抽真空，然后上腔充入一定壓力的試驗氣體，如此試樣兩側(cè)便形成了一定的壓力差，試驗氣體在壓力差的作用下由上腔通過試樣滲透到下腔，通過對下腔壓力隨時間變化情況的實時監(jiān)控，計算試樣的氣體滲透量及滲透系數(shù)等參數(shù)。

4.2 設備參數(shù)

測試范圍為0.05 ~ 50000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，真空分辨率可達到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、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；有三個*獨立的試驗腔，可同時測試三種相同或不同的試樣；可進行任意溫度下的數(shù)據(jù)擬合，輕松獲得非常特殊測試條件下的試驗結(jié)果；經(jīng)過改制，本設備還可支持有毒氣體、易燃易爆氣體的測試；提供標準膜進行快速校準，保證檢測數(shù)據(jù)的準確性和通用性；支持Lystem^TM實驗室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗結(jié)果和檢測報告。

4.3 適用范圍

(1) 本設備專業(yè)用于多種薄膜、片材試樣在各種溫度下的多種氣體(如氧氣、二氧化碳、氮氣、氦氣、空氣等)透過率、滲透系數(shù)、溶解度系數(shù)、擴散系數(shù)的測試。薄膜類包括各種塑料薄膜、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) 本設備可滿足多項國家和國際標準，如GB/T 1038、ISO 15105-1、ISO 2556、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003等。

5、試驗過程

(1) 用專用取樣器從樣品表面裁取直徑為97 mm的試樣3片。

(2) 將試樣置于23±2℃環(huán)境中的干燥器中狀態(tài)調(diào)節(jié)48 h。

(3) 樣品取出后，對其測厚，取測量平均值為試樣的厚度。

(4) 于測試腔周邊涂抹一層真空油脂，在測試區(qū)域放置一片濾紙，然后將試樣裝夾到測試腔上，并用夾緊結(jié)構(gòu)夾緊。

(5) 連接二氧化碳氣源，設置試樣名稱、厚度、試驗濕度、試驗溫度、試驗模式等參數(shù)信息，打開真空泵，點擊試驗選項，試驗開始。待進入試驗狀態(tài)后，關(guān)閉真空泵。試驗結(jié)束后，設備自動顯示三個試樣的測試值。

6、試驗結(jié)果

本次試驗所測試的三個試樣在23℃、0%RH條件下的二氧化碳透過量分別為80.367 cm³/(m²·24h·0.1MPa)、81.669 cm³/(m²·24h·0.1MPa)、77.304 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，平均值為79.780 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、結(jié)論

　　對于含有二氧化碳氣體的氣調(diào)包裝來說，包裝材料的二氧化碳透過量是應重點關(guān)注的性能指標，該指標值的高低直接影響包裝內(nèi)部各氣體成分所占比例隨存儲時間的變化情況。本文通過對塑料復合膜樣品二氧化碳透過量的測試，介紹了利用壓差法測試軟塑包裝對二氧化碳阻隔性能的方法，試驗設備操作簡單，智能化程度高，試驗結(jié)果的均勻性較好，檢測精度高。