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包装塑料薄膜透湿性测试技术及分析 [复制链接]

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只看楼主正序阅读使用道具楼主发表于: 2012-11-21

关键词：包装塑料薄膜测试技术

[摘要]本文介绍了包装塑料薄膜的透湿性、测试方法和过程，并对测试中发现的问题进行了分析，最后得出结论是：测试准确性取决于测试次数、试样组织的一致性。
[关键字]包装塑料薄膜  测试透湿性  试验批次
一、概述
    包装薄膜的透湿性问题是近几年来被提得较多的一个问题，由于它直接关系到食品、医药、建材、服装等产业的发展，所以越来越被人们所看重。我们知道在食品包装及工业品包装中，经常涉及到防潮、保鲜等问题，而防潮和保鲜问题的最终解决则由其外包装的材料所决定，如此就涉及到包装材料的透湿性问题。例如在自然条件下对于金属来说，只有在氧和水的共同作用下才会发生氧化反应；而对于延长农产品的保鲜时间就必须使其处于其合适的湿度空间(湿度并不是很高或者很低就好)。就包装薄膜的透湿性问题，一方面对于大多数食品或药品我们必须阻止水蒸汽进入包装内部，从而有效防止食品或药品酶化变质；另一方面，在很多有生命的食品中，如活鲜食品、非加工食品等，我们需要维持食品保存空间一定的湿度，以利于其最基本的生理机能。合适的湿度空间是保证食品在包装与储藏中使其保质、保量、延长寿命的必备条件。
二、透气性测定
1．包装膜的透湿性
    如何控制包装内的湿度环境，这就涉及到一个包装膜的透湿性问题。我们以欧都纳户外服装材料来说明其透湿性薄膜的特点，见图1该服装的布料由三部分复合而成依次是里布、GORE－TEX薄膜和外压布料。而它之所以能突破传统服装那种只能防水、不能透湿的障碍而达到既能防水又能将湿气排除的全天候服装的根本所在是GORE－TEX薄膜起到作用。其GORE－TEX透湿薄膜的结构图如图2所示，它是一种以微孔透汽为主的膜结构。微孔薄膜的结构是靠牵伸两种不相容的聚合物中加入无机微粒而形成的。其结构中存在很多像毛细管一样的微孔。这些微孔构成了允许汽体通过的通道，但由于外界的液体液滴的直径大干微孔的直径所以不能通过。汽体穿过薄膜的渗透力取决于微孔的大小。水分传输率与薄膜的表面积和浓度驱动力成正比(表达式1－1)。在微孔薄膜中，薄膜的物理结构是渗透力的决定因素。

η为水分传输率
s为薄膜的表面积
σ为浓度驱动力
k为系数
    商业上也有其它类型的透湿防水织物，其中一类是用了微多孔薄膜的高分子，其中最著名的是聚四氟乙烯膜，它是利用数目非常多的孔径及非常小的孔洞，是水蒸汽可籍由内部可连接的孔洞穿透，另外由于聚四氟乙烯具有非常低的表面能，因此，可防止水的渗入而达到透湿防水的功能。
    我们用包装薄膜的透湿量来判断薄膜的透湿性能。
    透湿量：我们规定在一个特定的温度38℃下，每平方米每24小时通过的水的质量数，即g／m2·24h。
2．测试方法及过程
(1)仪器及方法
    测试仪器为TSY—T1透湿性测试仪。该仪器是参照中华人民共和国GB1037—88的原理设计而成的一种新型测试仪，其测试方法是在一定的温度下，使试样的两侧保持一定的蒸汽压差，测量通过试样的蒸汽量，从而计算出所测试样的透湿量(如图3)。

(2)测试过程
①透湿性测试中预热时间、温度、湿度的设置和称重的校验
Ⅰ、我们根据透湿性材料的不同，依据国标的要求合理的设置预热时间；
Ⅱ、温度的设置我们依据国标GB1037—88对透湿测试温度条件的规定设置为38℃；
Ⅲ、湿度的设置我们依据国标GB1037—88对透湿测试环境湿度条件的规定设置为92％RH；
Ⅳ、称重校验是我们测试校验最重要的校验，也是我们每次进行透湿性测试都要进行的一步，按“存储”键，记忆零点值，然后按“一”来选中“终点”，再按“存储”键，放置标准砝码，按“确认”键，带系统稳定后，将给出校正结束的提示，拿下砝码，到此称重校验结束。
②式样放置③点击“测试”键：系统通过采样分析自动绘出透湿量的柱型图
3．测试结果及分析
    我们对温州某企业生产的湿巾塑料包装膜进行了五次透湿性测量。其结果见表一和图4：

所测包装塑料薄膜的透湿性结果对比在图4中的柱型上。其柱型图的纵坐标表示透湿度的大小，第一次为9.43g／m2·24h，第二次为8.67g／m2·24h，第三次为8.11g／m2·24h，第四次为8.04g／m2·24h，第五次为8.03 g／m2·24h；横坐标表示透湿的试验批次。另外我们以坐标曲线来看透湿度Y与试验批次R1之间的关系(见图5)。

三．问题分析及结论
1．问题：
测试结果最终由图4中的柱型图表达出来。
(1)从图4可以看出，透湿度第一次最高，且随着试验批次的增加而持续降低。
(2)从图5可以看出，透湿度Y与试验批次之间R1的关系，从第一次到第五次之间的降幅越来越小，曲线的斜率越来越小，曲线随着试验批次的增加而趋于平缓。
2．分析：
(1)第一次试验获得的透湿度较大主要是因为在放置试样时，有微量的汗液从手上遗留在试样的表面，导致试验时测出的透湿度偏高。
(2)随着试验批次的增加，试验结果显示的透湿度会趋于某一固定值，该值就是我们所要获取的试样的真实透湿度。
3．结论：
(1)取试样时尽量保持其平整性，且无磨损、皱折、破损现象。
(2)在试验时测量出的第一次透湿度值由于受到人为的影响所以一般不作为我们所要的透湿度值。
(3)同一试样最好进行多次测量以获取其真实值。
    随着我国包装工业的发展，在包装产业中必将出现更多新的问题，透湿度仅是影响包装材料性能的因素之一，还有许多因素影响包装材料的性能，它需要我们广大包装工作者去研究和解决。