PE、BOPP、PET是三種常普遍應(yīng)用的包裝材料，其阻隔性能有所不同。本文利用壓差法原理分別測(cè)試了上述三種材質(zhì)相同厚度下的薄膜樣品的氧氣透過(guò)量透過(guò)量，比較了三種樣品對(duì)氧氣的阻隔性能，并介紹了試驗(yàn)原理、測(cè)試設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過(guò)程等內(nèi)容，為不同材料的氣體阻隔性能的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：PE、BOPP、PET、氧氣透過(guò)量、壓差法、壓差法氣體滲透儀、阻隔性能

1、意義

對(duì)氣體的阻隔性能是薄膜材料的重要研究領(lǐng)域，根據(jù)具體應(yīng)用的不同，材料的氣體阻隔性能可分為對(duì)氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、氦氣、水蒸氣、六氟化硫等氣體的阻隔或保存能力，由于氣體的分子直徑、臨界溫度以及氣體分子與材料中的高分子相互作用不同，使得同種氣體分子在不同材料中或不同氣體在同種材料中的滲透能力存在差異。因此，不同氣體在不同材料中的氣體透過(guò)量并不相同，即需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)氣體阻隔性能的需求選擇合適的薄膜材料。對(duì)包裝材料而言，防止產(chǎn)品氧化是包裝材料的首要任務(wù)，其中充氮包裝是實(shí)現(xiàn)這一功能的重要措施，所以，對(duì)氧氣的阻隔性能是包裝材料阻隔性的重要組成。

2、試驗(yàn)樣品

本次試驗(yàn)以三種普遍應(yīng)用的薄膜材料——聚乙烯(PE)、雙向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)為試驗(yàn)樣品，分別測(cè)試這三種材料的氧氣透過(guò)量。

3、試驗(yàn)依據(jù)

通常采用壓差法原理測(cè)試不同氣體的透過(guò)量，試驗(yàn)過(guò)程依據(jù)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

因測(cè)試三種樣品的氣體透過(guò)量，為提高試驗(yàn)效率，選用三腔單獨(dú)的設(shè)備VAC-V2壓差法氣體滲透儀進(jìn)行試驗(yàn)，該設(shè)備由濟(jì)南賽成電子科技有限公司

自主研發(fā)生產(chǎn)。

4.1 試驗(yàn)原理

壓差法原理是以當(dāng)體積、溫度不變時(shí)，氣體壓力與氣體量成正比為測(cè)試依據(jù)。利用裝夾的試樣將設(shè)備的測(cè)試腔分成上、下兩部分，上腔中充入一定壓力的試驗(yàn)氣體，下腔的體積固定且已知，并通過(guò)抽真空形成低壓環(huán)境。試驗(yàn)時(shí)，上腔氣體通過(guò)試樣滲透到下腔中，引起下腔中氣壓增加，下腔中的壓力傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)下腔壓力隨滲透時(shí)間的增加情況，并據(jù)此計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)滲透過(guò)單位面積試樣的氣體量。

4.2 試驗(yàn)參數(shù)

測(cè)試范圍：0.1 ~ 10,000 cm3/m2·24h·0.1MPa（常規(guī)）

試樣件數(shù)：1件

真空分辨率：0.05 Pa

測(cè)試腔真空度：<10 Pa

控溫范圍：室溫 ~ 50°C

控溫精度：±0.5°C

試樣尺寸：Φ95 mm

透過(guò)面積：33.18 cm2

試驗(yàn)氣體：O2、N2、CO2等氣體 (氣源用戶自備）

試驗(yàn)壓力：0.4 MPa ~ 0.6 MPa

接口尺寸：Ф6 mm聚氨酯管

外形尺寸：400 mm (L) × 475 mm (W) × 450 mm (H)

電源：AC 220V 50Hz

凈重：75 kg

5、試驗(yàn)過(guò)程

(1) 用取樣器分別從三種樣品表面裁取3片直徑為97 mm的試樣。在設(shè)備的3個(gè)測(cè)試腔周邊均勻涂抹一層真空油脂，然后依次放置濾紙、試樣，輕輕按壓試樣與測(cè)試腔的接觸部位，排除氣泡，夾緊上腔蓋。

(2) 設(shè)備連接氧氣氣源。在控制軟件中設(shè)置試樣名稱、試樣厚度、試驗(yàn)溫度、濕度、試驗(yàn)?zāi)Ｊ降葏?shù)信息，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，打開(kāi)真空泵，試驗(yàn)開(kāi)始。設(shè)備按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，并在試驗(yàn)結(jié)束后顯示試驗(yàn)結(jié)果。

(3) 三種試樣的氧氣透過(guò)量測(cè)試完成后，設(shè)備連接氮?dú)鈿庠?，然后設(shè)置參數(shù)，依次開(kāi)始氮?dú)馔高^(guò)量的試驗(yàn)。

6、試驗(yàn)結(jié)果

PE、BOPP、PET三種樣品的氧氣透過(guò)量分別為1603.578 cm3/(m2·24h·0.1MPa)、625.068 cm3/(m2·24h·0.1MPa)、16.953 cm3/(m2·24h·0.1MPa)。

7、結(jié)論

本文通過(guò)一次試驗(yàn)、一臺(tái)設(shè)備分別測(cè)試了3種樣品、2種氣體透過(guò)量的測(cè)試，試驗(yàn)效率及設(shè)備的性價(jià)比高，測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性好。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，三種樣品的氧氣透過(guò)量、由高到低的順序均為PE、BOPP、PET，說(shuō)明PET樣品對(duì)氣體的阻隔性蕞高，其次為BOPP、PE。

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