压差对塑料薄膜透气性能的影响(上)

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2007/8/10 15:04:23


[摘要]用压差法测试塑料薄膜的透气性,是一个长期使用的主流测试方法。也是我国国家标准所规定的唯一方法。但他受到的各种批评不断。其中一个主要的批评是,在压差法测试过程中,包装材料的两侧存在压差,这不但与实际包装环境不符,而且可能会改变材料的结构,从而对测试的结果带来误差。该文对压差测试法中压差变化对透气性能的影响进行了实验研究,得到有益的结论。  关键词:压差法;塑料薄膜;透气性  塑料的隔阻性能,是塑料十分重要的性质。有时,人们需要它有很高的隔阻性能,要能阻止氧气的侵入以免商品氧化变质;或者,要能阻止水蒸气的渗入以免商品受潮霉变。有时,需要它有较好的透气性和透湿性,以利于包装内外的气体能进行交换,或者水蒸气能透出塑料隔离层。因此,对透气或者透湿等性能的测试,是包装测试中一个十分重要的内容。  1 概述  按照迁移理论,气体分子之所以能透过塑料薄膜,是当气体分子被薄膜吸附后,分子受到高分子材料内的化学势能驱动,因而在高分子材料内部移动,最后从另一边释放出来(称“解吸附”)。气体透过薄膜的通量取决于薄膜横截面上的分压力梯度。如果单位时间t内在单位面积A上透过的气量为q,有透气系数K为:P1,P2是薄膜两边被测气体的分压强。  因此,人们自然首先是通过测试塑料薄膜两边的分压差来确定其透气性能。我国早在1970年就建立了“透气性试验方法”的国家标准,2000年重新修订发布。该标准是以压差法为原理。在被测材料两边维持105Pa的压差,测试在此压差下塑料薄膜或片材的透气率。这个方法也美国家得到广泛的应用。但是这个方法也受到不少的批评。其中一个说法是,在测试过程中,由于材料的两侧存在着压差,这会破坏某些较为脆弱的材料的结构,产生小的裂纹,针孔等缺陷;还会使材料产生形变,厚度变薄,透气面积增大,从而影响实验结果。  一边是言之凿凿的批评,一边是继续实行的各类国家标准,究竟压差会对测试结果产生多大的影响,目前关于这方面研究很少。因此,作者对此进行了研究。  2 实验安排  实验仪器采用济南兰光机电中心生产的BTY-B1“塑料薄膜透气性能测试仪”。这是基于压差法的测试仪。但它未采用抽真空的方式。测试室仍为一个大气压,而高压室则充入两个大气压的测试气体。这样,既能满足国标规定的一个大气压的压差,又避免了抽真空可能导致的外界体进入低压室,而压差传感器无法区分气体种类,从而带来测试误差的这一压差法的固有弊端。(未完待续)