摘要：內(nèi)包裝材料的氧氣滲透性能是影響暖寶寶貼放熱溫度的重要因素。本文利用壓差法原理測試了一種暖寶寶貼所用內(nèi)包裝材料樣品的氧氣透過量，并通過對試驗(yàn)原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過程等內(nèi)容的介紹，為暖寶寶貼所用包裝材料的測試提供參考。

關(guān)鍵詞：氧氣透過量、氧氣透過性能、壓差法、氣體滲透儀、暖寶寶貼、內(nèi)包裝、無紡布

1、意義

暖寶寶發(fā)熱的基本原理是通過氧氣參與的氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，氧氣量是影響反應(yīng)劇烈程度的重要因素，大量的氧氣會使反應(yīng)劇烈，短時間內(nèi)放出大量的熱，而氧氣量較少則反應(yīng)放出的熱量少。因此，暖寶寶的外包裝應(yīng)具有較高的阻氧性能，能夠有效控制存儲期間與暖寶寶接觸的氧氣量，內(nèi)包裝應(yīng)具有合適的氧氣透過量，既能夠防止短時間內(nèi)放出大量的熱而燙傷皮膚，又可避免因放熱慢而低溫的現(xiàn)象。本文針對性測試暖寶寶所用內(nèi)包裝的氧氣透過性能。

2、試驗(yàn)樣品

本次試驗(yàn)選用某品牌暖寶寶貼內(nèi)包裝用無紡布材料為試驗(yàn)樣品，測試其氧氣透過量。

3、試驗(yàn)依據(jù)

材料氧氣透過量的測試方法包括壓差法與庫侖計法(等壓法)兩種原理方法，由于本次所測試樣品的氧氣滲透能力較高，因此采用壓差法原理對樣品進(jìn)行測試，試驗(yàn)過程依據(jù)GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗(yàn)方法 壓差法》。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文采用VAC-V1壓差法氣體滲透儀為試驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

4.1 試驗(yàn)原理

壓差法原理是通過控制試樣兩側(cè)的壓力，使之形成一定的壓力差，然后監(jiān)測低壓側(cè)的壓力升高情況，計算材料的氣體透過量。通過裝夾的試樣將設(shè)備的測試腔分為上、下兩個腔，上腔中充填一定壓力的試驗(yàn)氣體，下腔通過抽真空形成低壓環(huán)境，試驗(yàn)氣體從上腔通過試樣滲透到下腔，引起下腔中氣體壓力升高，通過監(jiān)測下腔中氣體壓力隨滲透時間的增長情況，得到試樣的氣體透過量。

圖1  VAC-V1壓差法氣體滲透儀

4.2 試驗(yàn)參數(shù)

設(shè)備的測試范圍為0.1 ~ 100,000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，通過擴(kuò)展體積，測試量程可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展，測試上限可擴(kuò)展至不小于600,000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)；真空分辨率為0.1 Pa，測試腔真空度 < 20 Pa；控溫范圍為室溫 ~ 50℃，控溫精度為±0.1℃，并可進(jìn)行任意溫度下的數(shù)據(jù)擬合，輕松獲得非常特殊條件下的測試結(jié)果；試樣的測試尺寸為Ф97 mm，滲透面積為38.48 cm²，可根據(jù)試驗(yàn)需要改變測試面積；可同時測定試樣的氣體透過率、溶解度系數(shù)以及擴(kuò)散系數(shù)；經(jīng)過改制，可支持有毒氣體及易燃易爆氣體的測試；支持 Lystem™實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和檢測報告。

4.3 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于多種薄膜、片材的氣體滲透性能測試。薄膜類包括各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜等膜狀材料。片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。

(2) 本設(shè)備還可擴(kuò)展到無紡布、航空航天用材料、紙及紙板、漆膜、玻纖布、玻纖紙、化妝品軟管片材、各種橡膠片材等材料的透氣性測試。

(3) 本設(shè)備適用于多種不同氣體的透過率測試，如氧氣、二氧化碳、氮?dú)?、氦氣、空氣等?/span>

(4) 本設(shè)備滿足多項國家和國際標(biāo)準(zhǔn)，如ISO15105-1、ISO2556、GB/T1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003。

5、試驗(yàn)過程

因所測試樣品的滲透性能較高，透過量超出了設(shè)備的常規(guī)測試量程，故本次試驗(yàn)采用小透過面積、下腔擴(kuò)展體積進(jìn)行測試。

(1) 從樣品表面裁取1片直徑為40 mm的試樣，在測試區(qū)域的周邊均勻涂抹一層真空油脂，將試樣裝夾在設(shè)備的測試腔上，并擰緊測試腔上蓋。

(2) 在設(shè)備的控制軟件中設(shè)置試樣名稱、試驗(yàn)面積、試驗(yàn)溫度等參數(shù)信息，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項，試驗(yàn)開始，打開真空泵。設(shè)備按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，并在試驗(yàn)結(jié)束后顯示試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)所測得暖寶寶貼所用內(nèi)包裝袋樣品的氧氣透過量為7.634×10⁷ cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、結(jié)論

采用適宜的氧氣透過能力的包裝材料作為暖寶寶貼的內(nèi)包裝材料，是保證暖寶寶貼使用過程中溫度適宜且使用時間長的重要因素。本文通過對某種品牌暖寶寶貼所用內(nèi)包裝袋樣品氧氣透過量的測試，介紹了測試高滲透性材料氣體透過量的試驗(yàn)方法，試驗(yàn)過程簡單，設(shè)備易于操作，測試量程高，試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性好，可以真實(shí)的反映單位時間內(nèi)滲透進(jìn)包裝內(nèi)部的氧氣量。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，壓差法測試材料氣體滲透性能的檢測設(shè)備是公司的重要產(chǎn)品之一，除此之外，相關(guān)的阻隔性檢測設(shè)備還包括庫侖計法氧氣透過率檢測設(shè)備，杯式法(稱重法)、紅外傳感器法、電解傳感器法、濕度傳感器法等原理的水蒸氣透過率檢測設(shè)備，其中新推出的C系列阻隔性檢測設(shè)備采用自主傳感器技術(shù)，在測試精度、效率與自動化方面進(jìn)行了革命性升級，實(shí)現(xiàn)了包裝阻隔性設(shè)備的震撼蛻變。了解關(guān)于更多相關(guān)信息，您可以登陸濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司網(wǎng)站查看具體信息或致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)交流與合作。