納米保鮮膜對二氧化碳透過性能的測試方法

摘要：對二氧化碳的透過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試了納米保鮮膜的二氧化碳透過量，并通過對試驗(yàn)原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過程等內(nèi)容的介紹，為塑料薄膜材料二氧化碳透過性能的測試與研究提供參考。

關(guān)鍵詞：二氧化碳透過量、二氧化碳透過性能、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。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，對氣體的透過（阻隔）性能是決定納米保鮮膜對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?、二氧化碳透過性能，以適應(yīng)并限制果蔬的呼吸作用。本文針對性的測試了納米保鮮膜的二氧化碳透過量。

2、試驗(yàn)樣品

納米保鮮膜。

3、試驗(yàn)依據(jù)

目前，二氧化碳透過量的測試方法主要采用壓差法原理，試驗(yàn)過程依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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

本次試驗(yàn)采用VAC-VBS壓差法氣體滲透儀對納米保鮮膜樣品進(jìn)行測試，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)備的測試腔后，測試腔被分為上、下兩個(gè)腔，上腔中充入一定壓力的測試氣體二氧化碳，下腔中通過抽真空形成低壓環(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)間呈線性關(guān)系，根據(jù)這種線性關(guān)系，可計(jì)算出試樣的二氧化碳透過率。

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)?、氦氣、空氣等?/span>

(4) 本設(shè)備滿足多項(xiàng)國家和國際標(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(yàn)結(jié)果為3個(gè)試樣測試結(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) 從待測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)測試腔周邊涂抹一層真空油脂，分別在測試區(qū)域內(nèi)放置一片濾紙，將3片試樣分別粘貼在測試腔上，輕輕按壓，除去測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、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)，打開真空泵，試驗(yàn)開始。

(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)所測試納米保鮮膜樣品的二氧化碳透過量為3.9046×10⁴ cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、結(jié)論

納米保鮮膜對二氧化碳透過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率有利于延緩果蔬的衰老，有利于營養(yǎng)成分及色澤的保持，保證果蔬良好的儲藏品質(zhì)。本文利用壓差法設(shè)備測試了納米保鮮膜樣品的二氧化碳透過量，試驗(yàn)的過程簡單，設(shè)備易于操作，智能化程度高，測試結(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)?、空氣、六氟化硫、氦氣等氣體滲透性能的測試。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)，現(xiàn)有設(shè)備幾乎可測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！