塑料薄膜能阻隔水蒸汽和氧气吗?

真空包装也称减压包装，是将包装容器内的空气全部抽出密封，维持袋内处于高度减压状态，空气非常少相当于低氧效果，使微生物没有生存条件，以达到果品新鲜、无病腐发生的目的。真空包装所用的软塑复合膜的阻隔性能，尤其是对氧气的阻隔性能是关乎食品货架期的关键因素之一，这是因为较高的阻氧性能，能够降低食品存储期间环境中的氧气向包装内部的渗透量，防止因包装氧气透过率过大，而导致食品出现质量问题，故而应加强对腊肉包装材料阻氧性能的定期监测。

1、检测标准

国内有关复合膜及片材包装的氧气透过率测试方法有压差法、库仑计法(即等压法)，参考的方法标准分别为GB/T 1038-2000 《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》与GB/T 19789-2005《包装材料塑料薄膜和薄片氧化透过性试验库仑计检测法》。本文参考标准为GB/T 1038-2000。

2、试验样品

某食品工厂提供的食品塑料真空包装袋。

3、测试原理

GPT-201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。

4、设备参数

测试范围 0.1 ~ 10,000 cm3/m2·24h·0.1MPa（常规）

试样件数 1件

真空分辨率 0.05 Pa

测试腔真空度 <10 Pa

控温范围 室温 ~ 50°C

控温精度 ±0.5°C

试样尺寸 Φ95 mm

透过面积 33.18 cm2

试验气体 O2、N2、CO2等气体 (气源用户自备）

试验压力 0.4 MPa ~ 0.6 MPa

接口尺寸 Ф6 mm聚氨酯管

外形尺寸 400 mm (L) × 475 mm (W) × 450 mm (H)

电源 AC 220V 50Hz

净重 75 kg

5、试验过程

(1) 用取样器裁取尺寸为Φ97 mm试样3片。

(2) 将3片试样分别装夹在设备的3个测试腔上。

(3) 设置试样名称、试样厚度、试验温度、试验湿度等参数。

(4) 启动真空泵。

(5) 点击“开始试验”选项，试验开始，仪器自动计算并显示试验结果。

6、试验结果

本文测试的样品的氧气透过率分别为：49.1578 cm3/(m2·24h·0.1MPa)，49.3469 cm3/(m2·24h·0.1MPa)，49.9948 cm3/(m2·24h·0.1MPa)。

结论

GPT-201压差法气体渗透仪是一款专业用于食品包装的氧气透过率测试仪器，设备操作简单、测试精度高、重复性好，可反映食品制品塑料真空包装袋对外界氧气的阻隔性能。为了保证食品在货架期内的质量良好，除了包装材料的氧气透过率外，还应该加强包装整体的密封性能、热封强度等项目检测。

济南赛成仪器一直致力于为大部分国家客户提供高性价比的整体解决方案，公司的核心宗旨就是持续创新，打造高精尖检测仪器，满足行业内不同客户的品控需求，期待与行业内的企事业单位增进交流和合作。

赛成仪器，赛出品质，成就未来！

新鲜水果在售卖过程中仍然具有复杂的生物变化等，在呼吸过程中，水果吸进氧气，生成二氧化碳与乙烯气体，并且使自身水分降低。因此，低浓度氧气与乙烯、高浓度二氧化碳、低温、高湿、无菌的环境更加有利于新鲜水果的保鲜，延长保质期。目前，为了保持水果的新鲜度并增加保质期，常采用保鲜包装此类新型的包装技术。其中较为广泛应用的保鲜包装当属气调包装（简称MAP），它通过贮藏初始调节包装内的各种气体比例成分，以保证舒缓水果的腐烂与变质。

气调包装对包装内部的空气进行置换，将二氧化碳、氮气、氧气等气体按照一定的比例充入，从而改变水果周围环境。其中，二氧化碳可舒缓大多数腐坏细菌和霉菌的生长繁殖；氧气可舒缓大多数厌氧菌的生长，维持新鲜水果生鲜状态下的呼吸代谢作用；氮气作为惰性气体可成为填充气体防止包装内气体逸出导致的包装塌落，并且不与水果产生任何吸收或化学作用。因此，气调保鲜包装为防止外界空气中氧气对包装内部环境的气体组成造成影响，需要具有对氧气较高阻隔性的包装材料。而如何监测包装材料对氧气的阻隔性，本文将采用赛成仪器自主研制的GPT-201压差法氧气透过率测试仪对气调形式的保鲜包装复合膜进行氧气透过率的测试。

1、试验样品

新鲜草莓气调保鲜包装复合膜。

2.试验设备

2.1测试原理

GPT-201压差法氧气透过率测试仪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。

2.2测试应用

薄膜——适用于各种塑料薄膜、塑料复合薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜等膜状材料的气体渗透性能测试

片材——适用于各种工程塑料、橡胶、建材等片状材料的气体渗透性能测试，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等

3、试验过程

(1)将复合膜样品置于23℃的环境中，放在干燥器内调节状态48小时。取出后，从样品上裁取直径为108 × 108 mm的试样3个。

(2)在透气室外表面的凸边边缘涂抹一层真空油脂，避免油脂涂在腔体空穴中间圆盘上。

(3)将3个已状态调节完毕的试样分别装夹于GPT-201压差法氧气透过率系统的透气室外表面涂抹的真空油脂上，避免试样皱折，轻轻按压使试样与真空油脂良好接触。盖上透气室盖，紧固密封好。

(4)添加蒸馏水，打开系统气源，并按要求调节气源压力。根据试验要求，添加适量蒸馏水以达到要求的O2、N2湿度。

(5)打开电源、运行软件。

(6)设置试验温度、试验参数、启动试验。试验参数包括设备控制参数（试验模式、试验循环次数、试验时间等）和试样参数（类型、面积、厚度等）。

(7)点击开始试验选项，试验开始。仪器自动记录试验过程数据，并计算出较终的试验结果。

(8)关闭气源和电源。

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新鲜水果在售卖过程中仍然具有复杂的生物变化等，在呼吸过程中，水果吸进氧气，生成二氧化碳与乙烯气体，并且使自身水分降低。因此，低浓度氧气与乙烯、高浓度二氧化碳、低温、高湿、无菌的环境更加有利于新鲜水果的保鲜，延长保质期。目前，为了保持水果的新鲜度并增加保质期，常采用保鲜包装此类新型的包装技术。其中较为广泛应用的保鲜包装当属气调包装（简称MAP），它通过贮藏初始调节包装内的各种气体比例成分，以保证舒缓水果的腐烂与变质。

气调包装对包装内部的空气进行置换，将二氧化碳、氮气、氧气等气体按照一定的比例充入，从而改变水果周围环境。其中，二氧化碳可舒缓大多数腐坏细菌和霉菌的生长繁殖；氧气可舒缓大多数厌氧菌的生长，维持新鲜水果生鲜状态下的呼吸代谢作用；氮气作为惰性气体可成为填充气体防止包装内气体逸出导致的包装塌落，并且不与水果产生任何吸收或化学作用。因此，气调保鲜包装为防止外界空气中氧气对包装内部环境的气体组成造成影响，需要具有对氧气较高阻隔性的包装材料。而如何监测包装材料对氧气的阻隔性，本文将采用赛成仪器自主研制的GPT-201压差法氧气透过率测试仪对气调形式的保鲜包装复合膜进行氧气透过率的测试。

1、试验样品

新鲜草莓气调保鲜包装复合膜。

2.试验设备

2.1测试原理

GPT-203压差法氧气透过率测试仪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。

2.2测试应用

薄膜——适用于各种塑料薄膜、塑料复合薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜等膜状材料的气体渗透性能测试

片材——适用于各种工程塑料、橡胶、建材等片状材料的气体渗透性能测试，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等

3、试验过程

(1)将复合膜样品置于23℃的环境中，放在干燥器内调节状态48小时。取出后，从样品上裁取直径为108 × 108 mm的试样3个。

(2)在透气室外表面的凸边边缘涂抹一层真空油脂，避免油脂涂在腔体空穴中间圆盘上。

(3)将3个已状态调节完毕的试样分别装夹于GPT-201压差法氧气透过率系统的透气室外表面涂抹的真空油脂上，避免试样皱折，轻轻按压使试样与真空油脂良好接触。盖上透气室盖，紧固密封好。

(4)添加蒸馏水，打开系统气源，并按要求调节气源压力。根据试验要求，添加适量蒸馏水以达到要求的O2、N2湿度。

(5)打开电源、运行软件。

(6)设置试验温度、试验参数、启动试验。试验参数包括设备控制参数（试验模式、试验循环次数、试验时间等）和试样参数（类型、面积、厚度等）。

(7)点击开始试验选项，试验开始。仪器自动记录试验过程数据，并计算出较终的试验结果。

(8)关闭气源和电源。

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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VAC-V2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。

4.1 试验原理

压差法原理是以当体积、温度不变时，气体压力与气体量成正比为测试依据。利用装夹的试样将设备的测试腔分成上、下两部分，上腔中充入一定压力的试验气体，下腔的体积固定且已知，并通过抽真空形成低压环境。试验时，上腔气体通过试样渗透到下腔中，引起下腔中气压增加，下腔中的压力传感器可实时监测下腔压力随渗透时间的增加情况，并据此计算单位时间内渗透过单位面积试样的气体量。

4.2 试验参数

测试范围：0.1 ~ 10,000 cm3/m2·24h·0.1MPa（常规）

试样件数：1件

真空分辨率：0.05 Pa

测试腔真空度：<10 Pa

控温范围：室温 ~ 50°C

控温精度：±0.5°C

试样尺寸：Φ95 mm

透过面积：33.18 cm2

试验气体：O2、N2、CO2等气体 (气源用户自备）

试验压力：0.4 MPa ~ 0.6 MPa

接口尺寸：Ф6 mm聚氨酯管

外形尺寸：400 mm (L) × 475 mm (W) × 450 mm (H)

电源：AC 220V 50Hz

净重：75 kg

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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保鲜膜是一种塑料包装制品，通常以乙烯为母料通过聚合反应制成，主要用于微波炉食品加热、冰箱食物保存、生鲜及熟食包装等场合，在家庭生活、超市卖场、宾馆饭店及工业生产的食品包装领域都有广泛应用。保鲜膜是人们用于保鲜食品的塑料包装制品，可伴随微波炉食物加热、存放食物至冰箱，因此要求其对氧气的透过性较高。本文利用赛成仪器自主研发的GPT-203压差法气体渗透仪测试PE保鲜膜对外界氧气阻隔性能，并详述了试验过程及试验原理、设备参数等内容，企业在选择氧气透过性能试验设备及测试方法时可加以参考。

检测标准

国内有关软塑包装材料的氧气透过率的测试方法主要为压差与法库仑计法（即等压法），参考的方法标准分别为GB/T 1038 《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 压差法》与GB/T 19789 《包装材料 塑料薄膜和薄片氧化透过性试验 库伦计检测法》。本文以压差法为原理进行测试，参考标准为GB/T 1038。

试验设备

济南赛成电子科技有限公司自主研发设计的GPT-203压差法气体渗透仪。

测试原理

GPT-203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。

试验过程

(1) 用取样器裁取尺寸Φ97 mm样品3片。

(2) 将3片试样分别装夹在设备的3个测试腔上。

(3) 设置试样名称、试样厚度、试验温度、试验湿度等参数。

(4) 启动真空泵。

(5) 点击“开始试验”选项，试验开始，仪器自动计算并显示试验结果。

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