如（rú）何選（xuǎn）擇透氣性測試方法

　　隨著對食品藥品包裝安全重視程度的提高，直接影響產品保質期的包裝材料阻隔性能成為最受關注的（de）性能指（zhǐ）標之一，促進了相關檢測的推廣。目前（qián），材料的透氣性測試與透濕性測試已經比較普及。

每項（xiàng）阻隔性指標的檢測往往都有幾種測試方法，這些（xiē）測試方法在檢（jiǎn）測原理上存在一定的差異，這對各種測試方法之間數據的可比性會產生一定的影響。我們希望能獲得統（tǒng）一（yī）的數據體係，以便於進行材料阻隔性能的數據比對。對於透濕性測試，按照標準（zhǔn）要求通過標定可以統一（yī）各種測試方法的數據體係，然而現行（háng）的（de）透氣性測試中幾乎（hū）沒（méi）有（yǒu）采取任何手段來統一不同測試方法（fǎ）之間的數據體係，因此對於透氣性測（cè）試方法的選擇是非常重要的。

1．壓（yā）差（chà）法與等壓（yā）法在測試本質上存在差異

　　真空法是（shì）壓差法中最具代表性的一種測試（shì）方法，在真空法的整個測試過程中，測試氣體在試樣（yàng）中的擴散是單向單質的，因此可以視為自擴散，利用Fick定律就可以對整個擴散（sàn）過程進行描述。而對於等壓法（應用最廣泛的等壓法是傳感器法），由於測試環境（jìng）中（zhōng）存（cún）在兩種數量相當的氣體，從測試下腔向測試上腔（qiāng）存在載氣（氮氣）的逆向滲透，因此擴散物質有兩種，是互擴散，實際數據（jù）比對證明等壓法數據與壓差法數據相近但不完全一致，這表明氮氣的逆向滲透確實在影響著氧氣的滲透過程。所以等壓法與傳統壓差法存在著本質上的不同，是兩類不同的測試方法。

2．各種透氣性測（cè）試方法的檢測優勢

2.1 真空法

　　由於膜技（jì）術理論的支持，真空法在透氣性測試中一（yī）直作為基礎方法使用，是國際上通用性最強的測試方法，國際上製訂的真空法透氣性測試標準也是最（zuì）多的，它常作為第一（yī）法被采用。

真（zhēn）空法的突出優點有：

1.     對於測（cè）試氣體（tǐ）沒有選擇性，可以進行對氧氣、二氧化碳、氮氣、空氣等（děng）常見無機氣體的檢測。

2.     測試過程中測試氣體使用量（liàng）很少，設備結構中幾乎沒有消耗型元器件，因此測試成（chéng）本很低。

3.     測試理論成熟，在學術界用菲克定律等經典滲（shèn）透理論有完善的解釋，通過試驗可以得到（dào）被（bèi）測材料的本質性參數，即溶解度係數、擴散係數、滲透係數。通（tōng）用性強，無需特殊約定，因此是科研院校、質檢機構的首選（xuǎn）。

4.     試驗效率高。由於在進入正式試驗之前有一段抽（chōu）真空的時間，並且要求測試腔達到一定（dìng）的真空度，因此倘若在試樣裝夾過程中出現失誤會在（zài）抽真空時被發現，操作人員可以及時更換試樣重新試驗，大大縮短無效（xiào）試驗時間。

5.     測試環境中氣體“純淨”。由於（yú）在真空法的試驗過程中會先對整（zhěng）個測試腔（qiāng）抽真空至（zhì）27Pa以下，再對測試上腔充入純淨的測試氣體，這樣在整個試驗環境中的雜質氣（qì）體（非試驗氣體）就完全可以忽略了，因此雜質氣體可能給（gěi）試驗帶來的影響就能排除了。

     
　　當然，由於試（shì）樣兩側存（cún）在0.1MPa壓力差使得真空法要實現容（róng）器（qì）的透氣性檢測非常困（kùn）難。

2.2 傳感器法

      
　　傳感器（qì）法的測（cè）試原理是在測（cè）試（shì）試樣（yàng）兩側保持常壓，使得試樣兩側的壓力相等，這也給容器透（tòu）氧性檢測奠定了基礎，可避免由於容（róng）器壁（bì）兩側壓差過大導致容器爆裂的情況。容器的外形可以是瓶、袋（dài）、盒等，當前市麵上的容器類（lèi）包裝幾乎都可以進行整體的透氧性檢測，有效避免了由於片材檢測推算導致的誤差。

　　然而，在測試試樣種類（lèi）豐富的同（tóng）時，傳感器法在測試（shì）氣（qì）體種類、測試成本等方麵仍有（yǒu）待改善（shàn）。

1.     試驗氣體單一，測試成本高。利（lì）用氧傳感器檢測材料的氧（yǎng）氣透過（guò）率是傳感器法最常見的應用，當（dāng）然如果將氧傳感器換為二氧化碳（tàn）傳感器就（jiù）能檢測材料的二氧化碳透過率。由於氮氣作為載氣用於輸送滲透通過試樣的測試氣體，所（suǒ）以目前利用傳感（gǎn）器法檢測材料的氮（dàn）氣透過率還是無法實現的。不過（guò）即使是要利用傳感器法在檢測材料的氧氣透過率同時再檢（jiǎn）測二氧化碳（tàn）透過率，使用者也（yě）需要再（zài）額外（wài）購買二氧化碳傳感器，而且所用氣體傳感器都是消耗型（xíng）的，因此檢測成本很高。

2.     標定周期較短。由於使（shǐ）用的氣體傳感器屬於消耗型（xíng）元件，所以設備標定所得的校正因子並（bìng）不是長期有效的（de），需要根據要求進行周期性設備標定（dìng），否則測試結果的準確（què）性會受到影響（xiǎng）。

3.     測試環境中氣體較（jiào）多，載（zǎi）氣（qì）的（de）逆向滲透會影響測（cè）試（shì）氣體（氧氣）的正向滲透速率，這種（zhǒng）影響無法（fǎ）量化，而且因材料的不同而存在差異。因此（cǐ）傳感器法隻適用於在事先的約定下（如在全球某些區（qū）域的包裝行業）測定試樣本（běn）身的個體性質，即氧氣（或二氧（yǎng）化碳（tàn））的透過量，而非用於材料滲透特性參數的檢測。

3．如何選擇透氣性測試方法

　　包裝廠商以及相關（guān）研究、檢測機構應該選擇基於哪一種測試方（fāng）法的透氣性測試儀？我們（men）這（zhè）裏（lǐ）給出幾點建議。

　　首先，設（shè）備所使用的試驗方法應該符合國家的相關政策以及行業標準。例如在目前全（quán）國開展的食品用塑料包裝（zhuāng）、容（róng）器（qì）、工（gōng）具等製品生產許可審查中指定（dìng）塑料薄膜的透氣性測試（shì）方法（fǎ）是壓差法（GB/T 1038），所以執行檢測的相關機（jī）構以（yǐ）及相關薄膜生產廠商所使用的透氣性（xìng）測試設備采用（yòng）的（de）方法就應該是壓差法。對於其他從事檢測和科研的機構來講，應該執（zhí）行國家標準。

　　其次，根據市場（chǎng）上的（de）應用（yòng）情況進行選擇。等壓法與壓差法都有各（gè）自的一套數據體係，盡管很多機構都在嚐試將2種數據體係進行統一，然而尚無實質性的結論或者成果。所以設備的使用者在選購透氣性檢測設備時最（zuì）好選擇與國家機構相同原理的檢測設備，避免由於測試方法（fǎ）的不同影響到材料的指標定論。

　　再（zài）次，對於一些有特殊要求的使用（yòng）者來講（jiǎng），充分認識壓（yā）差法與等（děng）壓法的檢測優勢是非常必要的。例如容器生產企業（yè）選購等壓法（fǎ）設備，可以添加附件實現容器的整體檢測，這樣測試數據更具有（yǒu）實用性。如果測試（shì）氣體種類較多（duō），就要選擇壓差法設備。若將測試成本也納入考（kǎo）慮因素的話，壓差（chà）法是（shì）更加（jiā）經濟實惠的（de）選（xuǎn）擇。