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包裝材料透濕性測(cè)試方法的分析比較
包裝材料透濕性測(cè)試方法的分析比較
包裝材料的透濕性 是評(píng)價(jià)包裝材料 對(duì) 內(nèi)裝物保護(hù)性能的一個(gè)非常重要 的指標(biāo)。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(dá)到防止產(chǎn)品吸收外界水燕氣，或防止包裝內(nèi)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(zhì)，限制其應(yīng)用。領(lǐng)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(fù)合膜 )已成為主要 的防潮包裝材料。
測(cè)試方法
水燕氣透過(guò)量的測(cè)試方法有很多種 如重量法，紅外線測(cè)試法、 電量測(cè)試法、 氣動(dòng)燕汽測(cè)試法、 快速測(cè)試法等等, 下面重點(diǎn)介紹兩種常用的測(cè)試方法—重量法及紅外線測(cè)試法
1.重量法
用該方法測(cè)試時(shí)先將一定劑量的干燥劑放人透濕杯中, 在透濕杯上放被測(cè) 薄膜并用蠟密封, 使透濕杯形成一個(gè)封閉的空間, 將透濕杯放人恒 溫恒濕箱中, 在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 的溫濕度條件下, 水蒸氣透過(guò)測(cè)試材 料后被干燥劑吸收, 經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 的時(shí)間 以后, 取 出透濕杯放人干燥器 中, 平衡半小時(shí)后進(jìn)行稱量, 前
后兩次稱量差即為在這段 時(shí)間內(nèi)透過(guò)測(cè)試材料的水蒸氣量，等透過(guò) 的水蒸氣量穩(wěn)定后 由式 ( l) 計(jì)算 出水蒸氣透過(guò)量。
2.紅外線測(cè)試法
紅外線測(cè)試法是用 被測(cè)薄膜將測(cè)試腔分隔成兩部分, 兩部分均和外界環(huán)境隔離并分別構(gòu)成氣流回路,在被測(cè)薄膜一側(cè)流動(dòng)著一定 相對(duì)濕度的氮?dú)鈿饬? 另一側(cè)為干燥的氮?dú)鈿饬? 水分子會(huì)從濕氣流一側(cè)透過(guò)被測(cè)薄膜進(jìn)人干燥氣流 一側(cè), 并隨干燥氮?dú)庖黄鹜ㄟ^(guò)紅外線傳感器, 該傳感器能通過(guò)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(jì)算出被測(cè)薄膜的水蒸氣透過(guò)量。
兩種測(cè)試方法的比較
重量法的試驗(yàn)原理簡(jiǎn)單易懂, 測(cè)量在一定時(shí)間間隔內(nèi)的透濕杯質(zhì)量變化, 直接計(jì)算得出水蒸氣透過(guò)率， 紅外法的核心測(cè)試元件是傳感器, 紅外檢定法使用的是紅外探測(cè)器, 動(dòng)態(tài)相對(duì)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(hào)與本機(jī)的校正系數(shù)進(jìn)行運(yùn)算得出試驗(yàn)結(jié)果。
稱重法可以直接通過(guò)稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算, 整個(gè)計(jì)算過(guò)程客觀明確;傳感器法的試驗(yàn)結(jié)果往往是含有一個(gè)校驗(yàn)常數(shù)的乘積, 校驗(yàn)常數(shù)的精度和準(zhǔn)確性都直接影響到試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)透濕杯裝夾試樣,傳感器法一般采用氣動(dòng)裝夾方式形成上下測(cè)試腔。
稱重法設(shè)備維護(hù)方便, 而且測(cè)試費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用都比較低, 但傳感器法的測(cè)試時(shí)間比稱重法短。
對(duì)稱重法透濕儀和傳感器法透濕儀可能會(huì)有這樣一種觀點(diǎn):傳感器法是更*的測(cè)試方法, 它可以取代稱重法的地位成為基礎(chǔ)性的透濕性測(cè)試方法, 筆者認(rèn)為這種觀點(diǎn)是片面的。
1 傳感器法的測(cè)試數(shù)據(jù)是以稱重法數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的
正如筆者之前所說(shuō)的, 稱重法透濕儀的測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)是當(dāng)時(shí)研發(fā)出能夠進(jìn)行快速測(cè)量的傳感器法透濕儀的主要原因, 但當(dāng)時(shí)的紅外檢定技術(shù)還有待完善, 設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)測(cè)試腔內(nèi)的氣流未*干燥等現(xiàn)象, 所以在利用傳感器法檢測(cè)水蒸氣透過(guò)率的標(biāo)準(zhǔn) A STM F 372 - 99中明確寫(xiě)到這種測(cè)試方法需要使用標(biāo)準(zhǔn)膜校驗(yàn)。 這種測(cè)試方法接受已知標(biāo)準(zhǔn)膜的水蒸氣透過(guò)率(量), 并將其作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值記錄在水蒸氣透過(guò)量的 “卡尺”上, 這種應(yīng)用與在溫標(biāo)中定義冰水混合物的溫度為273. 15K *相同。 利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值和校驗(yàn)得到的電信號(hào)輸出值就能夠得到一個(gè)校驗(yàn)常數(shù), 利用校驗(yàn)常數(shù)其它的電信號(hào)就能按比例得出試樣的水蒸氣透過(guò)率(量)[ 7] , 因此校驗(yàn)常數(shù)是否準(zhǔn)確直接影響到以后試樣測(cè)試的結(jié)果。 盡管紅外探測(cè)技術(shù)發(fā)展迅速, 但至今紅外檢定法的設(shè)備仍然需要標(biāo)準(zhǔn)膜校驗(yàn), 不僅如此, 另一種傳感器法— — 動(dòng)態(tài)相對(duì)濕度檢定法也明確要求使用標(biāo)準(zhǔn)膜校驗(yàn)。 在 A STM F 1249 - 01和 A STM E 398 - 03都明確寫(xiě)出標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn), 使用稱重法的數(shù)據(jù)來(lái)標(biāo)定或修正自己的數(shù)據(jù)。 所以, 要是從試驗(yàn)數(shù)據(jù)這一方面來(lái)說(shuō), 這2種傳感器法都是通過(guò)各種手段盡可能快速準(zhǔn)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(jié)論
兩種測(cè)試方法均可測(cè)試包裝容器 的水燕氣透過(guò)量, 但紅外法必須配備一個(gè)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(jìn)行試驗(yàn)。
重量法是 目前我國(guó)常用的一種測(cè)試方法, 我國(guó)現(xiàn)執(zhí)行的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)也是按照這種方法制定的, 該方法測(cè)試原理直接、可靠, 測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)單, 但它也有比較明顯的缺點(diǎn): 特別是受各種外界因素影響較大, 測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng) ; 紅外線測(cè)試法 的測(cè)試結(jié)果受外界因素影響極小, 并且測(cè)試時(shí)間大大縮短。