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包裝保質效果的重要因素，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、設備參數及適用范圍等內容，可為企業監控軟塑包裝對二氧化碳的阻隔性能提供參考。

關鍵詞：二氧化碳透過率、氣調包裝、保質效果、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、調節弱酸性、減弱植物有氧呼吸等作用，因此很多產品的包裝采用含有二氧化碳的氣調包裝，以充分利用二氧化碳的上述性質，達到防止產品霉變、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包裝氣體，以調控并抑制水果的呼吸。

對于氣調包裝而言，包裝內部氣體成分的比例直接影響包裝的保質效果，選擇氣體阻隔性適宜的包裝材料，防止包裝內部氣體過度散失或積累，是保證混合氣體各成分比例穩定的重要舉措。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

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。

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有限公司自主研發生產。

4.1 試驗原理

壓差法是指試驗過程中試樣兩側保持一定的壓力差，并根據低壓側壓力的變化情況計算試樣氣體透過量的試驗方法。實現過程為，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控，計算試樣的氣體滲透量及滲透系數等參數。

4.2 設備參數

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據擬合，輕松獲得非常特殊測試條件下的試驗結果；經過改制，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，保證檢測數據的準確性和通用性；支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和檢測報告。

4.3 適用范圍

(1) 本設備專業用于多種薄膜、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、溶解度系數、擴散系數的測試。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℃環境中的干燥器中狀態調節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，在測試區域放置一片濾紙，然后將試樣裝夾到測試腔上，并用夾緊結構夾緊。

(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、試驗模式等參數信息，打開真空泵，點擊試驗選項，試驗開始。待進入試驗狀態后，關閉真空泵。試驗結束后，設備自動顯示三個試樣的測試值。

6、試驗結果

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、結論

　　對于含有二氧化碳氣體的氣調包裝來說，包裝材料的二氧化碳透過量是應重點關注的性能指標，該指標值的高低直接影響包裝內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，試驗結果的均勻性較好，檢測精度高。