薄膜包装材料气体阻隔性能比较

PE、BOPP、PET是三种常普遍应用的包装材料，其阻隔性能有所不同。本文利用压差法原理分别测试了上述三种材质相同厚度下的薄膜样品的氧气透过量透过量，比较了三种样品对氧气的阻隔性能，并介绍了试验原理、测试设备参数及适用范围、试验过程等内容，为不同材料的气体阻隔性能的研究提供参考。

关键词：PE、BOPP、PET、氧气透过量、压差法、压差法气体渗透仪、阻隔性能

1、意义

对气体的阻隔性能是薄膜材料的重要研究领域，根据具体应用的不同，材料的气体阻隔性能可分为对氧气、氮气、二氧化碳、氦气、水蒸气、六氟化硫等气体的阻隔或保存能力，由于气体的分子直径、临界温度以及气体分子与材料中的高分子相互作用不同，使得同种气体分子在不同材料中或不同气体在同种材料中的渗透能力存在差异。因此，不同气体在不同材料中的气体透过量并不相同，即需要根据实际应用对气体阻隔性能的需求选择合适的薄膜材料。对包装材料而言，防止产品氧化是包装材料的首要任务，其中充氮包装是实现这一功能的重要措施，所以，对氧气的阻隔性能是包装材料阻隔性的重要组成。

2、试验样品

本次试验以三种普遍应用的薄膜材料——聚乙烯(PE)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为试验样品，分别测试这三种材料的氧气透过量。

3、试验依据

通常采用压差法原理测试不同气体的透过量，试验过程依据GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 压差法》。

4、试验设备

因测试三种样品的气体透过量，为提高试验效率，选用三腔单独的设备压差法气体渗透仪进行试验，该设备由济南赛成电子科技有限公司自主研发生产。

GPT-303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率、溶解度系数、扩散系数、渗透系数的测定。

试验原理

GPT-303采用压差法测试原理，将预先处理好的试样放置在上下测试腔之间，夹紧。首先对低压腔（下腔）进行真空处理，然后对整个系统抽真空；当达到规定的真空度后，关闭测试下腔，向高压腔（上腔）充入一定压力的试验气体，并保证在试样两侧形成一个恒定的压差（可调）；这样气体会在压差梯度的作用下，由高压侧向低压侧渗透，通过对低压侧内压强的监测处理，从而得出所测试样的各项阻隔性参数。

产品特点

◎ 可同时测定试样的气体透过率、溶解度系数、以及扩散系数。

◎ 三个测试腔*独立，可同时测试三种相同或不同的试样。

◎ 宽范围、高精度温湿度控制，满足各种试验条件下的测试。

◎ 提供比例和模糊双重试验过程判断模式。

◎ 测试量程可根据需要进行扩展，满足大透过率测试的要求。

◎ 可进行任意温度下的数据拟合，轻松获得条件下的试验结果。

◎ 支持有毒气体及易燃易爆气体的测试（需改制）。

◎ 系统采用嵌入式计算机控制，整个试验过程自动完成。

◎ 提供标准膜进行快速校准，保证检测数据的准确性和通用性。

◎ 配备USB通用数据接口，方便数据传递。

5、试验过程

(1) 用取样器分别从三种样品表面裁取3片直径为97 mm的试样。在设备的3个测试腔周边均匀涂抹一层真空油脂，然后依次放置滤纸、试样，轻轻按压试样与测试腔的接触部位，排除气泡，夹紧上腔盖。

(2) 设备连接氧气气源。在控制软件中设置试样名称、试样厚度、试验温度、湿度、试验模式等参数信息，点击试验选项，打开真空泵，试验开始。设备按照设定的参数进行试验，并在试验结束后显示试验结果。

(3) 三种试样的氧气透过量测试完成后，设备连接氮气气源，然后设置参数，依次开始氮气透过量的试验。

6、试验结果

PE、BOPP、PET三种样品的氧气透过量分别为1603.578 cm3/(m2·24h·0.1MPa)、625.068 cm3/(m2·24h·0.1MPa)、16.953 cm3/(m2·24h·0.1MPa)。

7、结论

本文通过一次试验、一台设备分别测试了3种样品、2种气体透过量的测试，试验效率及设备的性价比高，测试结果的准确性好。从试验结果来看，三种样品的氧气透过量、由高到低的顺序均为PE、BOPP、PET，说明PET样品对气体的阻隔性蕞高，其次为BOPP、PE。

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