納米保鮮膜對(duì)二氧化碳透過(guò)性能的測(cè)試方法

摘要：對(duì)二氧化碳的透過(guò)性能是保鮮膜材料的重要性能指標(biāo)之一。本文利用壓差法設(shè)備VAC-VBS壓差法氣體滲透儀測(cè)試了納米保鮮膜的二氧化碳透過(guò)量，并通過(guò)對(duì)試驗(yàn)原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過(guò)程等內(nèi)容的介紹，為塑料薄膜材料二氧化碳透過(guò)性能的測(cè)試與研究提供參考。

關(guān)鍵詞：二氧化碳透過(guò)量、二氧化碳透過(guò)性能、壓差法氣體滲透儀、納米保鮮膜

1、意義

納米保鮮膜是指在納米尺寸上進(jìn)行合成、改性、添加所制成的可用于水果、蔬菜、肉制品、鮮奶、啤酒、熟食等食品保鮮的薄膜材料。與普通保鮮材料相比，納米保鮮膜在耐熱性、抗菌性、防腐性等方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)。根據(jù)所包裝食品特性的不同，保鮮膜應(yīng)具有與之相適應(yīng)的性能參數(shù)。其中，對(duì)氣體的透過(guò)（阻隔）性能是決定納米保鮮膜對(duì)所包裝的食品能否產(chǎn)生良好的保鮮作用的重要參考指標(biāo)，如在包裝新鮮果蔬時(shí)，保鮮膜應(yīng)具有適當(dāng)?shù)难鯕?、二氧化碳透過(guò)性能，以適應(yīng)并限制果蔬的呼吸作用。本文針對(duì)性的測(cè)試了納米保鮮膜的二氧化碳透過(guò)量。

2、試驗(yàn)樣品

納米保鮮膜。

3、試驗(yàn)依據(jù)

目前，二氧化碳透過(guò)量的測(cè)試方法主要采用壓差法原理，試驗(yàn)過(guò)程依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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》。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本次試驗(yàn)采用VAC-VBS壓差法氣體滲透儀對(duì)納米保鮮膜樣品進(jìn)行測(cè)試，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1  VAC-VBS壓差法氣體滲透儀

4.1 試驗(yàn)原理

壓差法原理即試驗(yàn)過(guò)程中試樣兩側(cè)保持一定壓力差。將試樣裝夾到設(shè)備的測(cè)試腔后，測(cè)試腔被分為上、下兩個(gè)腔，上腔中充入一定壓力的測(cè)試氣體二氧化碳，下腔中通過(guò)抽真空形成低壓環(huán)境，如此試樣的兩側(cè)形成了一定的壓力差。試驗(yàn)時(shí)，上腔中的二氧化碳在壓力差的驅(qū)動(dòng)下，由上腔通過(guò)試樣緩慢滲透到下腔中，引起下腔壓力的升高，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定滲透時(shí)，下腔中的壓力與滲透時(shí)間呈線(xiàn)性關(guān)系，根據(jù)這種線(xiàn)性關(guān)系，可計(jì)算出試樣的二氧化碳透過(guò)率。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于多種薄膜、片材的氣體滲透性能測(cè)試。薄膜類(lèi)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(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(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)備適用于多種氣體的透過(guò)率測(cè)試，如氧氣、二氧化碳、氮?dú)?、氦氣、空氣等?/span>

(4) 本設(shè)備滿(mǎn)足多項(xiàng)國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如ISO15105-1、ISO2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003。

4.3 設(shè)備參數(shù)

測(cè)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(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果為3個(gè)試樣測(cè)試結(jié)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(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。

5、試驗(yàn)過(guò)程

(1) 從待測(cè)的納米保鮮膜樣品表面裁制直徑為97 mm的試樣3片。

(2) 在設(shè)備3個(gè)測(cè)試腔周邊涂抹一層真空油脂，分別在測(cè)試區(qū)域內(nèi)放置一片濾紙，將3片試樣分別粘貼在測(cè)試腔上，輕輕按壓，除去測(cè)試腔與試樣間的氣泡，再用夾緊裝置夾緊。

(3) 連接二氧化碳?xì)庠?，在設(shè)備控制軟件上設(shè)置試樣名稱(chēng)、試驗(yàn)溫度、濕度、試驗(yàn)?zāi)Ｊ?、抽真空時(shí)間等參數(shù)信息，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，打開(kāi)真空泵，試驗(yàn)開(kāi)始。

(4) 設(shè)備按照設(shè)定的參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束后，顯示試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)所測(cè)試納米保鮮膜樣品的二氧化碳透過(guò)量為3.9046×10⁴ cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、結(jié)論

納米保鮮膜對(duì)二氧化碳透過(guò)性能的高低是影響其作為新鮮果蔬外包裝保鮮效果的重要因素，較高的二氧化碳透過(guò)率有利于延緩果蔬的衰老，有利于營(yíng)養(yǎng)成分及色澤的保持，保證果蔬良好的儲(chǔ)藏品質(zhì)。本文利用壓差法設(shè)備測(cè)試了納米保鮮膜樣品的二氧化碳透過(guò)量，試驗(yàn)的過(guò)程簡(jiǎn)單，設(shè)備易于操作，智能化程度高，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，試驗(yàn)效率高，除二氧化碳外，該原理設(shè)備還可用于氧氣、氮?dú)狻⒖諝?、六氟化硫、氦氣等氣體滲透性能的測(cè)試。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事包裝檢測(cè)設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)與包裝檢測(cè)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有設(shè)備幾乎可測(cè)試軟塑包裝材料全方位的性能指標(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)技術(shù)溝通與合作！