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軟包裝材料檢測技術(shù)

*，在食品、醫藥、精密電子元件等行業(yè)，產(chǎn)品包裝材料的氣體阻隔性能是一項非常重要的指標，它能夠直接影響到產(chǎn)品的保存期、保存環(huán)境、銷(xiāo)售環(huán)境等。氣體對食品和藥品的影響是早引起軟包裝行業(yè)廣泛關(guān)注的，氧氣的滲透可能導致食品變質(zhì)、藥品失效等，現在對于食品和藥品包裝，行業(yè)標準已經(jīng)對包裝薄膜的透氣量及測試有了初步的說(shuō)明。廣州標際包裝設備有限公司在此為您介紹薄膜的透氣機理，詳細介紹了氣體透過(guò)對內容物的影響，以及現在廣泛使用的氣體阻隔性測試方法。本文僅介紹常用氣體的測試，不涉及有機氣體。

1.氣體滲透過(guò)程

包裝材料的滲透性廣義來(lái)說(shuō)是通過(guò)材料或材料與內容物之間的物質(zhì)傳遞。從熱力學(xué)觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，小分子物質(zhì)對包裝材料的滲透是單分子擴散過(guò)程，整個(gè)過(guò)程出現的快慢由溶解度參數和擴散系數這兩個(gè)因素決定。在不討論包裝物泄漏的條件下，薄膜對氣體的阻隔性就是氣體對薄膜的滲透：氣體分子從高濃度區進(jìn)入材料表面，通過(guò)向材料的擴散，而又從低濃度區的另一表面解吸。

1.1擴散現象

擴散現象是由于組分密度分布不均勻引起質(zhì)量傳遞，形成質(zhì)量流所致。從微觀(guān)上來(lái)說(shuō)，氣體中的擴散現象和氣體分子熱運動(dòng)有直接關(guān)系。

1.2透過(guò)氣體對內容物的影響

對于食品、醫藥、精密電子元件等行業(yè)而言產(chǎn)品包裝材料的阻隔性能是一項非常重要的指標。例如：水果保鮮，包裝薄膜的阻氧性及阻濕性（即薄膜對氧氣和水蒸氣的阻隔性）是水果保鮮期的決定因素。再如傷濕止痛膏，就是特別需要阻氧包裝的藥品，選用阻氣阻濕好的PVDC膜包裝，氣味就不會(huì )散失，不會(huì )影響療效。

空氣中的氧氣對食品中的營(yíng)養成分有一定的破壞作用：氧使食品中的油脂發(fā)生氧化，即使是在低溫條件下也能進(jìn)行；油脂氧化產(chǎn)生的過(guò)氧化物可使食品失去食用價(jià)值，而且發(fā)生異臭，產(chǎn)生有毒物質(zhì)；氧能使食品中的維生素和多種氨基酸失去營(yíng)養價(jià)值；氧還能使食品的氧化褐變反映加??；對于食品微生物，大部分細菌由于氧的存在而繁殖生長(cháng)，造成食品的變質(zhì)。對于果蔬保鮮，由于生鮮果蔬在貯運流通過(guò)程中為保持其正常的代謝作用仍在呼吸，吸收一定數量的氧而放出一定量的CO2和水，并消耗一部分營(yíng)養，薄膜的透氧性低可減少放出的水和消耗的養分，延長(cháng)水果的保鮮期。在碳酸飲料包裝上，由于PET具有良好的透明性和強度以及對CO2的不可滲透性等優(yōu)點(diǎn)，目前PET塑料容器已占整個(gè)碳酸軟飲料包裝的40%，代替了一部分玻璃瓶和金屬聽(tīng)罐。

對于藥品包裝，包裝材料能對藥品的質(zhì)量、有效期、包裝形式、銷(xiāo)售、成本等起重要作用。一般的藥品生產(chǎn)，無(wú)論是片劑、顆粒劑、注射劑、液劑、散劑、還是軟膏等，都處于量少品種多的狀況，而且從藥品出廠(chǎng)直到到達病人手中要經(jīng)過(guò)比較復雜的途徑。藥品包裝材料應具有穩定性、阻隔性能、結構性能和良好的加工性?？諝庵袑λ幤酚绊懘蟮囊獢笛鯕?，氧氣可使許多藥品，如維生素C、A、D和腎上腺素，苯酚等氧化變質(zhì)從而使它們的主要成分含量下降、療效減弱或無(wú)效。

盡管許多藥品帶有保護膜，但是藥品包裝的阻氣性仍是至關(guān)重要的。目前用于包裝的塑料仍采用世界上的六大通用塑料：PE、PP、PS、PVC、PA、PC，國內的藥品包裝多用其中的PE、PVC、PP、以及聚酯。藥用包裝材料除滿(mǎn)足包裝材料的一般性能外，還要滿(mǎn)足安全性和適用性等特殊要求，例如藥用泡罩包裝材料包括藥用鋁箔、塑料硬片、熱封涂料等材料，其中藥用鋁箔以硬質(zhì)工業(yè)用純鋁為基材，具有無(wú)毒、耐腐蝕、不滲透、阻熱、防潮、阻光、可高溫滅菌等優(yōu)點(diǎn)。因為藥品對潮、濕、光透非常敏感，故要求所用的泡罩材料對水、光、汽等有高阻隔性，多選用PVC、PVDC、或復合材料PVC/PVDC、PVC/PE、PVC/PVDC/PE、PVDC/OPP/PE等。

2.透氣性測試方法

從測試原理上分，透氣性測試方法有壓差法和通過(guò)電量分析傳感器法兩類(lèi)，目前廣泛采用壓差法測試薄膜透氣性。

2.1壓差法的測定原理

用待測薄膜測試腔隔成兩個(gè)獨立的空間，向其中一側（高壓室）充入測試氣體，在試樣兩側形成一定的壓差，高壓室的氣體透過(guò)薄膜滲透到低壓室，通過(guò)測量低壓室的壓力或體積變化就可以得出氣體的滲透率。GB/T1038—2000就是采用了壓差法。上現有的壓差法薄膜透氣性測試標準有ASTMDl434—1998，ISO15105—1，ISO2556：2001等。

壓差法透氣儀的測試范圍寬，使用簡(jiǎn)單，可以進(jìn)行多種氣體的測試，試驗成本低，設備價(jià)格一般比電量分析傳感器法低。

2.2電量分析傳感器法的測試原理

電量分析型氧氣透過(guò)率測試儀的原理是用待測薄膜將測試腔隔成兩個(gè)獨立的氣流系統，一側為流動(dòng)的待測氣體（可是純氧氣或含氧氣的混合氣體，可設定氣體的相對濕度），另一側為流動(dòng)的氮氣。試樣兩側的壓差相等但氧分壓不同，在濃度差的作用下，通過(guò)薄膜的氧氣在氮氣流的載運下送至電量分析傳感器中，從而計算出材料的氧氣透過(guò)率。

電量分析型設備，低端精度較高，由于試樣兩側壓力相同，有利于減少試驗過(guò)程中可能出現的泄漏，但該類(lèi)儀器價(jià)格昂貴，而且氧傳感器是消耗型的，試驗成本較高。該類(lèi)儀器對于氧氣透過(guò)量低的試樣檢測精度高，但由于傳感器使用壽命的限制不適宜經(jīng)常檢測氧氣透過(guò)量較高的試樣。此外，該類(lèi)設備對試驗氣體有一定的選擇性。

3.結論

氣體對包裝材料的滲透可能會(huì )引起內容物變質(zhì)、失效，對于產(chǎn)品的保質(zhì)期有很大的影響。上現有壓差法和電量分析傳感器法兩種方法來(lái)檢測氣體透過(guò)性，我國的軟包裝測試行業(yè)在透氣性測試領(lǐng)域迅速發(fā)展。