軟塑包裝對(duì)二氧化碳阻隔性能的測(cè)試方法

摘要：包裝材料對(duì)二氧化碳阻隔性能的高低是影響充填二氧化碳?xì)庹{(diào)包裝保質(zhì)效果的重要因素，本文采用壓差法設(shè)備—VAC-V2壓差法氣體滲透儀對(duì)樣品的二氧化碳透過(guò)率進(jìn)行測(cè)試，以驗(yàn)證樣品對(duì)包裝內(nèi)部二氧化碳?xì)怏w的保存性。通過(guò)介紹試驗(yàn)原理、試驗(yàn)過(guò)程、設(shè)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(duì)二氧化碳的阻隔性能提供參考。

關(guān)鍵詞：二氧化碳透過(guò)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(dá)到防止產(chǎn)品霉變、酸敗、延長(zhǎng)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?dú)狻⒍趸蓟旌蠚怏w，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(guò)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(duì)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(guò)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(guò)對(duì)軟塑包裝材料二氧化碳阻隔性的測(cè)試，介紹了二氧化碳透過(guò)率的測(cè)試方法。

圖1 氣調(diào)包裝

2、檢測(cè)依據(jù)

目前，軟塑包裝材料二氧化碳透過(guò)率的測(cè)試方法主要為壓差法，本次試驗(yàn)依據(jù)的方法標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 1038-2000 《塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)性試驗(yàn)方法 壓差法》，該標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)試氧氣、空氣、氮?dú)?、二氧化碳等多種試驗(yàn)氣體的氣體透過(guò)量和氣體透過(guò)系數(shù)。

3、試驗(yàn)樣品

本文所測(cè)試的試驗(yàn)樣品為塑料復(fù)合膜包裝材料。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本次試樣所采用的試驗(yàn)設(shè)備為VAC-V2壓差法氣體滲透儀，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)。

圖2  VAC-V2壓差法氣體滲透儀

4.1 試驗(yàn)原理

壓差法是指試驗(yàn)過(guò)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(jì)算試樣氣體透過(guò)量的試驗(yàn)方法。實(shí)現(xiàn)過(guò)程為，將試樣裝夾到設(shè)備的測(cè)試腔后，測(cè)試腔被試樣分為上、下兩個(gè)試驗(yàn)腔，對(duì)兩個(gè)試驗(yàn)腔抽真空，然后上腔充入一定壓力的試驗(yàn)氣體，如此試樣兩側(cè)便形成了一定的壓力差，試驗(yàn)氣體在壓力差的作用下由上腔通過(guò)試樣滲透到下腔，通過(guò)對(duì)下腔壓力隨時(shí)間變化情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，計(jì)算試樣的氣體滲透量及滲透系數(shù)等參數(shù)。

4.2 設(shè)備參數(shù)

測(cè)試范圍為0.05 ~ 50000 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、100%RH，控濕精度為±1%RH，可滿足客戶不同試驗(yàn)條件下的檢測(cè)需求；有三個(gè)完全獨(dú)立的試驗(yàn)腔，可同時(shí)測(cè)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，輕松獲得極端測(cè)試條件下的試驗(yàn)結(jié)果；經(jīng)過(guò)改制，本設(shè)備還可支持有毒氣體、易燃易爆氣體的測(cè)試；提供標(biāo)準(zhǔn)膜進(jìn)行快速校準(zhǔn)，保證檢測(cè)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(cè)報(bào)告。

4.3 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多種氣體(如氧氣、二氧化碳、氮?dú)狻⒑?、空氣?/span>)透過(guò)率、滲透系數(shù)、溶解度系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)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(cè)試。

(3) 本設(shè)備可滿足多項(xiàng)國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 1038、ISO 15105-1、ISO 2556、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003等。

5、試驗(yàn)過(guò)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(duì)其測(cè)厚，取測(cè)量平均值為試樣的厚度。

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

(5) 連接二氧化碳?xì)庠?，設(shè)置試樣名稱、厚度、試驗(yàn)濕度、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)?zāi)Ｊ降葏?shù)信息，打開(kāi)真空泵，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開(kāi)始。待進(jìn)入試驗(yàn)狀態(tài)后，關(guān)閉真空泵。試驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)備自動(dòng)顯示三個(gè)試樣的測(cè)試值。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)所測(cè)試的三個(gè)試樣在23℃、0%RH條件下的二氧化碳透過(guò)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(duì)于含有二氧化碳?xì)怏w的氣調(diào)包裝來(lái)說(shuō)，包裝材料的二氧化碳透過(guò)量是應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的性能指標(biāo)，該指標(biāo)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(chǔ)時(shí)間的變化情況。本文通過(guò)對(duì)塑料復(fù)合膜樣品二氧化碳透過(guò)量的測(cè)試，介紹了利用壓差法測(cè)試軟塑包裝對(duì)二氧化碳阻隔性能的方法，試驗(yàn)設(shè)備操作簡(jiǎn)單，智能化程度高，試驗(yàn)結(jié)果的均勻性較好，檢測(cè)精度高。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(cè)設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)與檢測(cè)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有檢測(cè)設(shè)備可測(cè)試軟塑包裝材料的抗拉·伸長(zhǎng)與彈性模量、抗穿刺力、抗沖擊強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、摩擦系數(shù)、熱封強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、密封性能、溶劑殘留、總遷移量等多種性能指標(biāo)。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)技溝通與合作。