暖宝宝贴所用内包装材料氧气透过性能的测试方法
2021-05-31 11:27:09 来源：Labthink兰光
摘要：内包装材料的氧气渗透性能是影响暖宝宝贴放热温度的重要因素。本文利用压差法原理测试了一种暖宝宝贴所用内包装材料样品的氧气透过量，并通过对试验原理、设备参数及适用范围、试验过程等内容的介绍，为暖宝宝贴所用包装材料的测试提供参考。
关键词：氧气透过量、氧气透过性能、压差法、气体渗透仪、暖宝宝贴、内包装、无纺布
1、意义
暖宝宝发热的基本原理是通过氧气参与的氧化还原反应将化学能转化为热能，氧气量是影响反应剧烈程度的重要因素，大量的氧气会使反应剧烈，短时间内放出大量的热，而氧气量较少则反应放出的热量少。因此，暖宝宝的外包装应具有较高的阻氧性能，能够有效控制存储期间与暖宝宝接触的氧气量，内包装应具有合适的氧气透过量，既能够防止短时间内放出大量的热而烫伤皮肤，又可避免因放热慢而低温的现象。本文针对性测试暖宝宝所用内包装的氧气透过性能。
2、试验样品
本次试验选用某品牌暖宝宝贴内包装用无纺布材料为试验样品，测试其氧气透过量。
3、试验依据
材料氧气透过量的测试方法包括压差法与库仑计法(等压法)两种原理方法，由于本次所测试样品的氧气渗透能力较高，因此采用压差法原理对样品进行测试，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
本文采用VAC-V1压差法气体渗透仪为试验设备，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。
4.1 试验原理
压差法原理是通过控制试样两侧的压力，使之形成一定的压力差，然后监测低压侧的压力升高情况，计算材料的气体透过量。通过装夹的试样将设备的测试腔分为上、下两个腔，上腔中充填一定压力的试验气体，下腔通过抽真空形成低压环境，试验气体从上腔通过试样渗透到下腔，引起下腔中气体压力升高，通过监测下腔中气体压力随渗透时间的增长情况，得到试样的气体透过量。
图1 VAC-V1压差法气体渗透仪
4.2 试验参数
设备的测试范围为0.1 ~ 100,000 cm3/(m2·24h·0.1MPa)，通过扩展体积，测试量程可根据需要进行扩展，测试上限可扩展至不小于600,000 cm3/(m2·24h·0.1MPa)；真空分辨率为0.1 Pa，测试腔真空度 < 20 Pa；控温范围为室温 ~ 50℃，控温精度为±0.1℃，并可进行任意温度下的数据拟合，轻松获得极端条件下的测试结果；试样的测试尺寸为Ф97 mm，渗透面积为38.48 cm2，可根据试验需要改变测试面积；可同时测定试样的气体透过率、溶解度系数以及扩散系数；经过改制，可支持有毒气体及易燃易爆气体的测试；支持 Lystem实验室数据共享系统，统一管理试验结果和检测报告。
4.3 适用范围
(1) 本设备适用于多种薄膜、片材的气体渗透性能测试。薄膜类包括各种塑料薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜等膜状材料。片材类包括各种工程塑料、橡胶、建材等片状材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。
(2) 本设备还可扩展到无纺布、航空航天用材料、纸及纸板、漆膜、玻纤布、玻纤纸、化妆品软管片材、各种橡胶片材等材料的透气性测试。
(3) 本设备适用于多种不同气体的透过率测试，如氧气、二氧化碳、氮气、氦气、空气等。
(4) 本设备满足多项国家和国际标准，如ISO15105-1、ISO2556、GB/T1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003。
5、试验过程
因所测试样品的渗透性能较高，透过量超出了设备的常规测试量程，故本次试验采用小透过面积、下腔扩展体积进行测试。
(1) 从样品表面裁取1片直径为40 mm的试样，在测试区域的周边均匀涂抹一层真空油脂，将试样装夹在设备的测试腔上，并拧紧测试腔上盖。
(2) 在设备的控制软件中设置试样名称、试验面积、试验温度等参数信息，点击试验选项，试验开始，打开真空泵。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。
6、试验结果
本次试验所测得暖宝宝贴所用内包装袋样品的氧气透过量为7.634×107 cm3/(m2·24h·0.1MPa)。
7、结论
采用适宜的氧气透过能力的包装材料作为暖宝宝贴的内包装材料，是保证暖宝宝贴使用过程中温度适宜且使用时间长的重要因素。本文通过对某种品牌暖宝宝贴所用内包装袋样品氧气透过量的测试，介绍了测试高渗透性材料气体透过量的试验方法，试验过程简单，设备易于操作，测试量程高，试验结果的准确性好，可以真实的反映单位时间内渗透进包装内部的氧气量。济南兰光机电技术有限公司是一家从事包装检测设备研发生产与包装检测服务的高新技术企业，压差法测试材料气体渗透性能的检测设备是公司的重要产品之一，除此之外，相关的阻隔性检测设备还包括库仑计法氧气透过率检测设备，杯式法(称重法)、红外传感器法、电解传感器法、湿度传感器法等原理的水蒸气透过率检测设备，其中新推出的C系列阻隔性检测设备采用自主传感器技术，在测试精度、效率与自动化方面进行了革命性升级，实现了包装阻隔性设备的震撼蜕变。了解关于更多相关信息，您可以登陆济南兰光机电技术有限公司网站查看具体信息或致电咨询。Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术交流与合作。
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图1 VAC-V1压差法气体渗透仪4.2 试验参数
