高阻隔性材料的测试设备选择分析

如何选择高阻隔性材料的检测设备
佚名
【期刊名称】《现代塑料》
【年(卷),期】2011(000)009
【摘要】随着阻隔性材料应用领域的不断拓宽及其在包装效果中的突出表现，高阻隔性材料已经成为包装材料研发的一个主要方向，并由此对阻隔性能测试设备提出了更高的要求。

【总页数】2页(P44-44,46)
【正文语种】中文
【中图分类】TB482
【相关文献】
1.高阻隔性功能塑料包装材料的研究 [J], 万达;岳淑丽
2.高阻隔性包装材料发展综述 [J], 董志远;王克俭
3.高阻隔性材料的测试设备选择分析 [J], 谢新艺
4.利用分级结构层状黏土构建高阻隔性脂肪族聚酯复合材料 [J], 姚进;毛龙;刘小超;李知函
5.高阻隔性塑料材料在食品包装中的应用 [J], 刘祥贵
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PET膜片高阻隔性及耐老化性能研究
首先，高阻隔性能是指PET膜片对氧气、水蒸气等气体的渗透性能。

PET膜片具有良好的阻隔性能，可以有效隔离氧气和水蒸汽的渗透。

这一
性能对于包装行业来说尤为重要，能够延长食品和药品的保鲜期，并保护
其不受外界因素的影响。

为了研究PET膜片的阻隔性能，可以使用氧气透过率测试仪和水蒸汽
透过率测试仪等设备进行测量。

通过不同的实验条件和参数设置，可以得
到PET膜片的透气率和透湿率数据。

此外，还可以使用扫描电子显微镜（SEM）等设备对PET膜片的表面形貌进行观察，进一步了解其内部结构
和阻隔机制。

对于耐老化性能的研究，可以通过暴露试验和热氧化试验来进行评估。

暴露试验是将PET膜片放置在光照、高温或潮湿等环境条件下，观察其材
料性能的变化。

热氧化试验是将PET膜片置于高温高氧的环境中，通过测
量其力学性能、表面特性和化学成分变化来评估其耐老化性能。

此外，可以采用不同的表征方法来研究PET膜片的耐老化性能。

例如，使用差示扫描量热仪（DSC）来研究PET膜片的热性能变化；使用红外光
谱仪（FTIR）来分析PET膜片的化学成分变化；使用拉伸试验机来测量其
力学性能的变化。

这些测试结果可以帮助我们了解PET膜片在不同环境条
件下的性能变化和寿命预测。

综上所述，PET膜片的高阻隔性能和耐老化性能是影响其应用价值的
重要因素。

通过使用适当的测试设备和方法，可以对PET膜片进行全面而
深入的研究，为其性能提升和应用拓展提供科学依据。

一、水蒸汽透过率测试仪1、用途：用于塑料薄膜、高阻隔性材料、背板、片材、复合材料、镀铝膜、共挤膜等膜、铝箔、片状材料及塑料、橡胶、纸质、玻璃、金属及包装袋，瓶子等容器等的水蒸汽透过率测试。

2、环境要求：环境温度：15℃-35 ℃；环境湿度：5%-95 %。

电压：230V+10V3、重要性能：该测试设备按照等压原理，采用红外传感器，满足ASTM F1249、ISO15106-2关于设备性能的要求。

4、技术参数要求：*传感器：红外传感器，满足ASTM F1249、ISO15106-2关于设备性能的要求。

性能长期稳定不衰减，无需拆装更换和清洗再生。

水蒸气透过率试验范围0.05～500 g/m2day；*测试腔数量：不少于6个，可以六腔联用测试。

每个测试腔面积≥10cm2仪器内置温度控制系统，温度范围：20～65℃±0.5℃；*仪器内置湿度调节系统，采用双压力法控制生成湿度范围： 35～90%RH，100%RH用户可利用内置校准程序可对测试腔的温度和湿度传感器进行2点式校准。

使用干燥的氮气作为载气*需要提供有效追溯美国NIST的标准校准膜一张（用于校准机器）5、主要配置：5.1 主机一台5.2 专用测试软件5.3品牌计算机、显示器、打印机一套：双核以上CPU，2G以上内存，250G以上硬盘，DVD驱动，19寸以上显示屏。

Hp激光黑白打印机5.4 配套连线、管件5.5 NIST标准校准膜一套二张5.6 包装件支架一套6、技术服务6.1 一年的免费质保保修期，终生免费电话技术服务；6.2 免费质保期内为用户免费培训操作人员，随时提供技术咨询与指导，负责所有因设备质量问题而产生的费用.注：*为必须满足的条件。

二、氧气透过率测试仪1、仪器名称：氧气透过率测定仪（塑料薄膜和薄片氧气透过率的测定，库仑法）2、数量：1台3、用途：用于塑料薄膜、高阻隔性材料、背板、片材、复合材料、镀铝膜、共挤膜等膜、铝箔、片状材料及塑料、橡胶、纸质、玻璃、金属及包装袋，瓶子等容器等的氧气透过率测试。

YY/T0681—2023医疗器械包装隔绝性测试仪介绍YY/T0681—2023医疗器械包装隔绝性测试仪介绍无菌医疗器械包装作为一种特殊包装，对其要求特别高，除了基本的透气性、隔绝性、机械强度、透亮度、耐高温性、耐辐照性等，与医疗器械的适应性、与灭菌工艺的适应性、对微生物的隔绝性也都有着特别高的要求。

其中，对微生物的隔绝性是其紧要指标。

作为医疗器械的“无菌屏障系统”，灭菌包装需要通过特定工艺（通常指热封）形成密封系统,实现防止微生物入侵的目的。

在灭菌或运输储存过程中，灭菌包装内外会有产生压力差的情况，若装入器械过于紧绷，或灭菌袋剥离强度有下降，就会导致潜在的泄露和爆开风险。

那么整个灭菌袋的微生物隔绝作用将被大减弱。

因此，对成型包装的密封/闭合性这项性能进行检测是特别必需的。

YY/T0681—2023《无菌医疗器械包装试验方法》对无菌医疗器械包装的密封强度、无管束包装抗内压破坏、医用包装中的粗大泄露检测以及管束板内部气压法软包装密封胀破试验进行了相关规定。

一．无菌医疗器械包装密度强度试验YY/T0681《无菌医疗器械包装试验方法》第2部分规定了无菌医疗器械包装的密封强度试验。

所谓密封强度，就是在试验条件下,使一个软性料子从一个刚性料子或从另一个软性料子渐渐分别时每单位密封宽度所需的力。

这个试验可以通过三泉中石XLW—500（PC）型电子拉力试验机完成。

二、无管束包装抗内压破坏对于无菌医疗器械包装经受内压本领的试验，是评价包装是否会因受到压差作用而导致破坏的紧要依据，YY/T0681《无菌医疗器械包装试验方法》第3部分对其试验方法进行了规定：试验方法A （胀破试验）、试验方法B（蠕变试验）、试验方法B（蠕变至破坏）。

三、内压法检测粗大泄漏（气泡法）对于无菌医疗器械包装来说，包装上的粗大泄露会严重影响产品的无菌性，对此，YY/T0681《无菌医疗器械包装试验方法》第5部分给出了认真的检测方法，该方法是采用向包装内部注人空气,形成内压的方法，是一种破坏性方法，同时，标准中对透气性料子和非透气性料子给出了两个不同的试验方法。

EVOH高阻隔复合片材对外界水蒸气阻隔性的验证摘要：EVOH材料在包装应用越来越广泛，是一种具有高阻隔性能材料。

本文利用Labthink兰光W3/330水蒸气透过率测试系统测试EVOH高阻隔复合片材对外界水蒸气阻隔性能，并简要介绍了试验的基本过程及试验设备的适用范围、设备参数等内容，企业在选择透湿性能试验设备及测试方法时可加以参考。

关键词：EVOH、高阻隔、阻湿性、水蒸气透过率、水蒸气透过率测试系统1、意义EVOH材料是一种新型的阻隔材料，其阻气性、透明性、光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常优异，同时在高性能阻隔树脂中热稳定性最高，这一性质可以使生产废料再利用。

在食品行业用于无菌包装、热灌装和蒸煮袋，包装奶制品、肉类、果汁罐头和调味品等。

但EVOH在高湿度情况下，其阻隔性能会有一定幅度下降，所以一般作为复合材料中间层，防止影响产品的保质期。

图1 EVOH高阻隔复合片材及成型品2、参考标准国内有关软复合片材包装水蒸气的测试方法有称重法（杯式法）、电解法、红外法与湿度法，本文参考标准GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定电解传感器法》进行测试。

其他可参考的方法标准分别为GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法杯式法》、GB/T 16928-1997《包装材料试验方法透湿率》、GB/T 26253-2010《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定红外检测器法》、GB/T 30412-2013《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率测定湿度传感器法》。

3、试验样品某工厂生产的PP/EVOH/PP高阻隔复合片材。

4、试验设备济南兰光机电技术有限公司自主研发设计的W3/330水蒸气透过率测试系统。

图2 W3/330水蒸气透过率测试系统4.1 测试原理W3/330采用电解传感器法测试原理，具有稳定相对湿度的氮气在薄膜的一侧流动，干燥氮气在薄膜的另一侧流动；由于湿度梯度的存在，水蒸气会从高湿侧穿过薄膜扩散到低湿侧；在低湿侧，透过的水蒸气被流动的干燥氮气携带至传感器，进入传感器时会产生同比例的电信号，通过对传感器电信号的分析计算，从而得出试样的水蒸气透过率等参数。

高阻隔性材料透气性测试技术材料的阻隔性能直接影响商品的质量，它的优劣能够导致商品变质、失效、失去使用价值，可以说包装材料阻隔性的好坏直接影响到内容物的质量。

然而，材料的阻隔性会由于不同的加工条件而发生变化，因此对制品的阻隔性进行测试必不可少。

压差法是用于检测软包材透气性的基本测试方法之一，世界通用，普遍应用于各类包装质检机构。

Labthink 兰光于2004 年下半年推出真空压差法阻隔性检测设备——VAC-V1 气体渗透仪。

该仪器完全按照GB 1038、ISO 2556、ISO 15105-1、ASTM D 1434 等标准制造，试验过程全自动，操作软件功能强大。

兰光推出的VAC-V1 气体渗透仪高阻隔测试的必要条件高阻隔性试样对透气性测试条件要求严格众所周知，要想得到科学准确的测试数据，必须注意多种因素对测试结果的影响。

试验方法设备采用试验不同，测试结果往往存在差异。

对于真空压差法透气性测试设备，测试腔真空度是最重要的一个指标。

ASTM D 1434-82（2003）要求真空压差法的低压侧在26Pa 以下，ISO 2556:2001 以及GB/T 1038-2000 均要求低压侧压力不大于27 Pa。

由于真空度的高低与试样的状态直接相关，因此，能否达到标准要求的测试腔的真空度，也是影响试验数据的一个重要因素。

设备硬件必须合理选择真空规的量程。

标准中对于真空规（vacuum gauge）精度也做了要求，ISO 15105-1 要求最低为5Pa，GB/T 1038-2000 要求真空规准确度不低于6Pa。

需要特别说明的是，显示分辨率和真空规的分辨率是完全不同的两个概念。

显示分辨率取决于AD 转换器的位数，而真空规的分辨率才是真正的检测限度。

测试温度测试腔气体比较稀薄，很接近理想气体模型，遵守理想气体状态方程。

当下腔气体体积一定时，从静态的角度看，气体压力随温度变化明显。

如果无法在整个测试时间内保持环境温度的稳定性，设备自身就需。

塑料包装阻隔性能的检测方法与标准及其测试设备贾至诚;王克俭【摘要】随着塑料包装市场的不断发展,人们对不同的塑料包装阻隔性能的检测方法,检测设备与检测标准越来越关注.本文对塑料包装阻隔性能的不同检测方法,标准及设备进行综述,以供读者的研究和应用的进行参考.【期刊名称】《塑料包装》【年(卷),期】2018(028)002【总页数】4页(P49-52)【关键词】塑料包装;阻隔性能;检测方法;检测设备;检测标准【作者】贾至诚;王克俭【作者单位】北京化工大学机电工程学院成型制造研究中心,北京 100029;北京化工大学机电工程学院成型制造研究中心,北京 100029【正文语种】中文随着我国综合国力与经济实力的不断提升，我国塑料包装市场也迅猛发展，塑料包装的阻隔性作为包装食品或药品的一个重要特点之一，近些年备受广大包装厂家及大众的关注。

使用良好的阻隔性包装塑料能够给食品的保鲜保存提供极大的方便。

1.阻隔性检测方法现阶段国内针对塑料包装的阻隔性能大致是通过对气体透过量与水蒸气透过量进行检测来实现的。

气体透过量测试，主要是考察薄膜、薄片对常见无机气体的阻隔性能，通常检测材料的透氧性，由于气调包装的广泛使用也需对包装材料的二氧化碳、氮气等透过性能进行检测[1]。

水蒸气透过量测试，主要是考察薄膜、薄片对水蒸气的阻隔性能[2]。

1.1 气体透过量测试法传统的透气量检测是检测薄膜对某一种气体的透过性能，方法和原理主要有两种方式，即：压差法与等压法。

压差法的原理为使用一张样品薄膜将测试仓分隔成两个独立的部分，将两个独立的部分抽成真空状态，随后在样品一侧充入氧气达到一定的气压，另一侧保持真空状态，如此一来在样品的两侧会产生一定的压力差，我们可以通过随着氧气的逐渐透过，检测出低压仓的气体体积或压力的变动，就可以计算出样品的透氧速率。

等压法的原理为使用样品薄膜将测试仓分隔成两个独立的部分，与压差法不同之处是，在样品的一侧充入高纯度的氧气，而在样品的另一侧我们充入高纯度的氮气，使样品两侧测试仓的气压保持相同，但试样两侧的氧气分压是不相同的。

薄膜阻隔性能测试方法及仪器介绍BOPA薄膜具有不错的印刷性，对气体和气味具有良好的氧气阻隔性、耐高温、耐穿刺和耐撕裂性，防油脂碳氧化物的防化学性，适用温度范围广泛（-60℃-150℃），延长了食品的保质期，被广泛应用于油性食品的包装和高温蒸煮包装袋。

阻隔性能是B0PA膜一项重要的质量指标，所主要有透氧、透湿率。

一、氧气透过量：（检测按GB/T1038--2000标准）cm3/m2.d.pa (阻隔性) 以15um 计算；阻隔性是指塑料薄膜阻挡氧气. 水蒸气透过塑料薄膜的力量，较常关注的是氧气透过率和水汽透过率。

阻隔性直接影响被包装物的保质期。

阻隔性与塑料材料的固有化学结构有关，依据塑料材料的不同，有高阻隔, 中阻隔及低阻隔之分。

无论是异步法或同步法生产的尼龙膜，其水蒸气透过率和氧气透过率基本相同。

目前，国内通常应用的透气性试验方法是GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法-压差法》，试验仪器由低压腔和高压腔组成。

测试时将薄膜试样贴在高压腔与低压腔之间，两腔密闭后用真空泵抽真空，然后向高压腔内充1个大气压的试验气体，通过测量低压腔的压力增量来计算气体的透过率。

赛成仪器自主研发的GPT-203压差法气体渗透仪基于压差法的测试原理，是一款专业用于薄膜试样的气体透过率测试仪，适用于塑料薄膜、复合膜、高阻隔材料、片材、金属箔片在各种温度下的气体透过量和气体透过系数的测定。

二、阻隔水蒸气性能透湿法的试验按GB/T1037-2000《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法杯式法》规定进行。

温度231℃，相对湿度（902）%。

该方法适用于塑料薄膜、复合塑料薄膜、片材和人造革等材料。

被测试样在规定的温度、相对温度条件下，将试样用混合的石蜡和蜂蜡封在透湿杯上，杯内装肯定量的干燥剂，试样的两端保持肯定的水蒸气压差。

称量封好试样在试验前和加湿后重量的变化，其增量即水蒸气透过量。

GB／T6981－2023《软包装容器透湿度试验方法》适用于密封的软包装容器，将干燥剂装进被测容器中，将其密闭，然后置于规定的温湿度条件下，经肯定的时间试样增重的量，即水蒸气透过量。

包装材料阻隔性检测摘要：本文详细介绍了材料的各类透气性测试方法及透湿性测试方法，并对测试过程中的注意事项进行了系统描述。

关键词：透气性,压差法,等压法,透湿性,传感器法1、透气性测试透气性是高聚物最重要的物理性能之一。

特别是塑料片材、薄膜、涂层等高聚物制品，对透气性能有特殊的要求。

透气性能与耐老化性能有密切关系，也与高分子结构有关，因而测定透气性具有重要的理论意义与实际价值。

测量高聚物透气性方法很多，用得较多的有压力法、容积法等，而用得最广泛的是压力法。

因为压力法准确性高、重复性好，容易自动记录，也容易实现。

从测试原理分类，包装材料的透气性测试有压差法和通过电量分析传感器的成分分析法两类。

压差法的测定原理是用试验薄膜隔成两个独立的空间，将其中一侧（高压室）充入测定用气体，而另一侧（低压室）则抽真空，这样在试样两侧就产生了一定的压差，高压室的气体就会通过薄膜渗透到低压室，通过测量低压室的压力或体积变化就可以得出气体的渗透率。

压差法具有简单、方便，可以测定各种气体，以及仪器设备价格较低等优点。

我国唯一的气体透过率国家标准GB/T1038-2000 就是采用了压差法，我国目前企业和事业单位所使用的气体透过率测试仪器也基本上是压差法的仪器。

电量分析型氧气透过率测试仪的原理是用试验膜隔成两个独立的气流系统，一侧为流动的待测气体（可以是纯氧气或含氧气的混合气体，可以设定相对湿度），另一侧为流动的具有稳定相对湿度的氮气。

试样两边的总气压相等，但氧的分压不同，在氧气的浓度差作用下，氧气透过薄膜。

通过薄膜的氧气在氮气流的载运下送至电量分析传感器中，电量分析传感器能测量出气流中所含的氧气量，从而计算出材料的氧气透过率。

电量分析型氧气透过率测试仪可以控制不同的湿度、温度及不同氧含量的气体等测试条件，能更有效地模拟包装在实际中的作用条件，测试过程中试样两侧压力相同，有利于减少试验过程中的泄漏和对试样的破坏，且其检测使用寿命不长，对于高氧气透过率的材料，测试过程中对检测探头的寿命影响不大，试验成本较高。

药厂如何选购药包材阻隔性检测仪器随着药害事件的频繁出现，国家对药包材的监管力度越来越大，检验指标要求也越来越严格，这其中最重要的就是对于直接接触药品包装材料的阻隔性指标（气体透过量和水蒸气透过量），氧气和水蒸气等气体是引起药品变质的主要因素，为了保证药品在有效期内药品品质不受外界氧气和水蒸气影响，药厂需要测试药品包装材料的阻隔性能。

现在市场上阻隔类产品的测试方法有多种，对于药厂来说应该怎么选择呢？一、测试方法的选择1、根据《YBB00082003-2015气体透过量测定法》的规定，有压差法和电量分析法。

①压差法测试原理：药用薄膜或薄片将低压室和高压室分开，高压室充约0.1MPa的实验气体，低压室的体积已知。

试样密封后用真空泵将低压室内的空气抽到接近零值。

用测压计测量低压室的压力增量△p，可确定实验气体由高压室透过试样到低压室的以时间为函数的其体量，但应排除气体透过速度随时间而变化的初始阶段。

测试装置如下其他关键要求测试装置：高、低压室分别有一个测压装置，低压室测压装置的准确度应不低于6Pa真空泵：应能使低压室的压力不大于1Pa。

②电量分析法（本法仅适用与检测氧气透过量）测试原理：试样将透气室分成两部分。

试样的一侧通氧气，另一侧通氮气载气。

通过试样的氧气随氮气载气仪器进入电量分析检测仪中进行化学反应并产生电压，该电压与单位时间内通过电量分析检测仪的氧气量成正比。

测试装置如下：其他关键要求检测装置：灵敏度不小于0.05cm³/（m²·24h·0.1MPa）具体应该怎么选择呢，药包材标准中不同的材料规定了不同的测试方法，根据YBB标准做个归纳如下：2、根据《YBB00092003-2015水蒸气透过量测定法》的规定，有四种方法。

①杯式法一般适用于水蒸气透过量不低于2g/（m²·24h）的薄膜、薄片。

杯式法系指将试样固定在特制的透湿杯上，通过测定透湿杯的重量增加来计算药用薄膜、薄片以及药用铝箔的水蒸气透过量的分析方法。

药包材阻隔性测试方法与选择近年来，药品用塑料包装材料及制品的产量快速增长，新材料、新工艺、新技术、新产品不断涌现，极大地改善了药品的包装状况，包装形式也由普通的玻璃瓶装、蜡丸封装、塑料瓶装等转化为复合软包装袋、铝塑泡罩等形式。

然而，不管药包形式如何变化，阻隔性始终是考量包装材料的重要指标之一。

实践证明，采用高阻隔性包装材料可有效提高药品的保存质量，且能够避免药品在保质期内变质。

因此，高阻隔性包装材料在药包上得以迅速推广和应用。

然而，目前我国药包领域对包装材料阻隔性试验方法的认识比较混乱，尤其是对测试方法的选择，存在较大的随机性。

测试方法的不同，将会产生不同的测试结果，这无疑会影响药包材的正确选用，因此国家有必要规范药包材的检测方法。

考虑到材料选购及性能比对，我国食品药品监督管理局于2003年制定了*****-2003《气体透过量测定法》以及*****-2003《水蒸气透过量测定法》。

下面，笔者将对这两个标准中提到的测试方法进行详细分析，期望能对行业人士正确选择药包材料阻隔性检测方法有所帮助。

透气性测试法*****-2003《气体透过量测定法》是国家食品药品监督管理局为进一步规范药包容器（材料）产品标准中关于气体透过量项目的测定方法而制定的。

其中所提到的透气性测试也称为阻气性测试、气体阻隔性测试或气体透过性测试，主要考察薄膜、薄片对常见无机气体的阻隔性能，一般较为常见的是对氧气透过性的测试。

透气性测试法便于实际操作，适用于药包容器（材料）产品中的药品包装用复合膜、药用硬片、多层共挤输液用膜、复合药用软膏管等。

常见的测试方法有压差法和电量分析法。

由于这两种方法在测试原理上无法用同一种模型完全描述，试样在这两种测试方法下的测试状态并非完全相同，所以无法对同一试样在这两种测试方法下所得到的测试数据进行定量分析。

1.压差法压差法是遵照标准GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》制定的方法，其测试过程须在透气室进行，透气室由上下两部分组成，装入试样后，上部为高压室，用于存放试验气体；下部为低压室，用于贮存透过的气体并测定透气过程中前后的气压差，高、低压室分别有一个测压装置。