包裝材料透濕性測試方法的分析比較

包裝材料的透濕性 是評價包裝材料 對 內裝物保護性能的一個非常重要 的指標。許多產(chǎn)品如食品，藥品化妝品，化工產(chǎn)品，儀器儀表金屬制品等均要求其包裝具有防潮功能， 即要求其采用 的包裝材料具有 良好的水蒸氣阻隔性能，以達到防止產(chǎn)品吸收外界水燕氣，或防止包裝內產(chǎn)品的水分蒸發(fā)出去的目的。以前主要采用金屬 和玻璃作為防潮的包裝材料，但由于它們本身的性質，限制其應用。領域并不廣泛?，F(xiàn)在 隨著科技 的發(fā)展，塑料薄膜 (包括單層膜和復合膜 )已成為主要 的防潮包裝材料。

測試方法

水燕氣透過量的測試方法有很多種 如重量法，紅外線測試法、 電量測試法、 氣動燕汽測試法、 快速測試法等等, 下面重點介紹兩種常用的測試方法—重量法及紅外線測試法

1.重量法

用該方法測試時先將一定劑量的干燥劑放人透濕杯中, 在透濕杯上放被測 薄膜并用蠟密封, 使透濕杯形成一個封閉的空間, 將透濕杯放人恒 溫恒濕箱中, 在標準規(guī)定 的溫濕度條件下, 水蒸氣透過測試材 料后被干燥劑吸收, 經(jīng)過標準規(guī)定 的時間 以后, 取 出透濕杯放人干燥器 中, 平衡半小時后進行稱量, 前
后兩次稱量差即為在這段 時間內透過測試材料的水蒸氣量，等透過 的水蒸氣量穩(wěn)定后 由式 ( l) 計算 出水蒸氣透過量。

2.紅外線測試法

 紅外線測試法是用 被測薄膜將測試腔分隔成兩部分, 兩部分均和外界環(huán)境隔離并分別構成氣流回路,在被測薄膜一側流動著一定 相對濕度的氮氣氣流, 另一側為干燥的氮氣氣流, 水分子會從濕氣流一側透過被測薄膜進人干燥氣流 一側, 并隨干燥氮氣一起通過紅外線傳感器, 該傳感器能通過紅外線的發(fā)射和接收感知到氣流中有多少水分子, 由此可計算出被測薄膜的水蒸氣透過量。

兩種測試方法的比較

重量法的試驗原理簡單易懂, 測量在一定時間間隔內的透濕杯質量變化, 直接計算得出水蒸氣透過率， 紅外法的核心測試元件是傳感器, 紅外檢定法使用的是紅外探測器, 動態(tài)相對濕度檢定法使用的是濕度傳感器。 由傳感器發(fā)出的電信號與本機的校正系數(shù)進行運算得出試驗結果。

稱重法可以直接通過稱重數(shù)據(jù)進行計算, 整個計算過程客觀明確;傳感器法的試驗結果往往是含有一個校驗常數(shù)的乘積, 校驗常數(shù)的精度和準確性都直接影響到試驗結果的準確性。

獲取有效數(shù)據(jù)的手段不同:稱重法采用稱重傳感器, 傳感器法采用紅外傳感器、濕度傳感器等。

試樣裝夾方式不同:稱重法采用標準透濕杯裝夾試樣,傳感器法一般采用氣動裝夾方式形成上下測試腔。

稱重法設備維護方便, 而且測試費用和維護費用都比較低, 但傳感器法的測試時間比稱重法短。

對稱重法透濕儀和傳感器法透濕儀可能會有這樣一種觀點:傳感器法是更*的測試方法, 它可以取代稱重法的地位成為基礎性的透濕性測試方法, 筆者認為這種觀點是片面的。

1 傳感器法的測試數(shù)據(jù)是以稱重法數(shù)據(jù)為基礎的

正如筆者之前所說的, 稱重法透濕儀的測試時間長是當時研發(fā)出能夠進行快速測量的傳感器法透濕儀的主要原因, 但當時的紅外檢定技術還有待完善, 設備可能會出現(xiàn)測試腔內的氣流未*干燥等現(xiàn)象, 所以在利用傳感器法檢測水蒸氣透過率的標準 A STM F 372 - 99中明確寫到這種測試方法需要使用標準膜校驗。 這種測試方法接受已知標準膜的水蒸氣透過率(量), 并將其作為一個標準數(shù)值記錄在水蒸氣透過量的 “卡尺”上, 這種應用與在溫標中定義冰水混合物的溫度為273. 15K *相同。 利用標準數(shù)值和校驗得到的電信號輸出值就能夠得到一個校驗常數(shù), 利用校驗常數(shù)其它的電信號就能按比例得出試樣的水蒸氣透過率(量)[ 7] , 因此校驗常數(shù)是否準確直接影響到以后試樣測試的結果。 盡管紅外探測技術發(fā)展迅速, 但至今紅外檢定法的設備仍然需要標準膜校驗, 不僅如此, 另一種傳感器法— — 動態(tài)相對濕度檢定法也明確要求使用標準膜校驗。 在 A STM F 1249 - 01和 A STM E 398 - 03都明確寫出標準膜的數(shù)據(jù)要由 ASTM  E  96(稱重法)得到 [ 8-9] 。 這 2種傳感器法都是把稱重法作為基準, 使用稱重法的數(shù)據(jù)來標定或修正自己的數(shù)據(jù)。 所以, 要是從試驗數(shù)據(jù)這一方面來說, 這2種傳感器法都是通過各種手段盡可能快速準確地得出稱重法數(shù)據(jù), 可以將傳感器法看作是稱重法的延伸。

 結論

 兩種測試方法均可測試包裝容器 的水燕氣透過量, 但紅外法必須配備一個的輔助裝 置, 而用重量法則比較可直接將干燥劑放人包裝容器, 替代透濕杯進行試驗。

 重量法是 目前我國常用的一種測試方法, 我國現(xiàn)執(zhí)行的測試方法標準也是按照這種方法制定的, 該方法測試原理直接、可靠, 測試設備簡單, 但它也有比較明顯的缺點: 特別是受各種外界因素影響較大, 測試時間較長 ; 紅外線測試法 的測試結果受外界因素影響極小, 并且測試時間大大縮短。