本應(yīng)用說明書描述了一種使用DVS自動(dòng)重力吸附分析儀來測定泡罩包裝系統(tǒng)滲透率的快速方法。

介紹

泡罩包裝系統(tǒng)通常被用作防潮產(chǎn)品的主要屏障。由于成型過程中聚合物材料中的局部缺陷/應(yīng)力，這些泡塑包裝系統(tǒng)通常表現(xiàn)出與未成型聚合物膜在屏障性能上有巨大差異。DVS結(jié)果可用于評(píng)估批次之間的質(zhì)量變化，或可用于預(yù)測產(chǎn)品在存儲(chǔ)條件下的壽命。 

方法

這種方法的基本原理是測量水分的吸收進(jìn)入密封泡罩包裝預(yù)先干燥的沸石分子篩壓縮虛擬片。沸石吸附任何穿透泡罩包裝的水分，從而有效地保持泡罩包內(nèi)恒定的0% RH環(huán)境。由于DVS儀器精確地控制泡罩包裝外部的相對(duì)濕度，因此相對(duì)容易測量一定濃度梯度范圍內(nèi)的穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散。如果知道泡罩的表面積，就可以很容易地計(jì)算出滲透率常數(shù)的范圍。

結(jié)果

圖1顯示了在30°C下觀察水蒸汽擴(kuò)散到PVC泡罩包裝的單個(gè)實(shí)驗(yàn)的DVS數(shù)據(jù)。很明顯，穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散非常快，泡罩包裝表面的吸附效應(yīng)幾乎可以忽略不計(jì)，并發(fā)生在每個(gè)階段的前10-20分鐘。

圖1. PVC泡罩包裝30℃下DVS擴(kuò)散數(shù)據(jù)

通過對(duì)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)擬合線性函數(shù)，用標(biāo)準(zhǔn)回歸分析得到每條線的斜率，可以很容易地從數(shù)據(jù)中計(jì)算出擴(kuò)散通量。如果知道泡罩的表面積，就可以計(jì)算出滲透率常數(shù)，并可用于比較不同的泡罩幾何形狀。原則上，如果泡罩包裝的厚度是已知的，就有可能計(jì)算出與濃度相關(guān)的擴(kuò)散常數(shù)，但是在解釋這些數(shù)據(jù)時(shí)必須小心，因?yàn)榕菡职b中的壁厚可能顯示出前面提到的明顯的局部變化。

圖2. 濕度在40%RH時(shí)通過PVC泡罩包裝擴(kuò)散的阿倫尼烏斯圖。

測量在不同溫度下的擴(kuò)散通量也可用于探測擴(kuò)散過程的動(dòng)力學(xué)。圖2顯示了在40%RH條件下，通過同一泡罩的水分?jǐn)U散ln (Flux)對(duì)1/T的曲線，得到一條直線，正如預(yù)期的阿倫尼烏斯型行為一樣。從這條線的斜率可以計(jì)算出水分?jǐn)U散的有效激活屏障。然后，可以使用該參數(shù)對(duì)不同泡罩包裝的滲透性對(duì)水分?jǐn)U散的溫度依賴性進(jìn)行排序，從而為包材的選擇提供依據(jù)。

結(jié)論

該方法可用于快速可靠地測量各種泡罩包裝系統(tǒng)的透濕性，并允許做出簡單的QA/QC決策。同時(shí)，該技術(shù)也為開發(fā)具有特定透濕性要求的新型包裝系統(tǒng)提供了有用的數(shù)據(jù)。