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食品藥品安全向來是人們關(guān)注的重點(diǎn)，而包裝作為食品藥品品質(zhì)的保障，包裝材料的阻隔性能對食品藥品的保質(zhì)期，品質(zhì)穩(wěn)定性，以及防潮，抗氧化都有重大影響，目前，材料的透氣性測試與透濕性測試已經(jīng)比較普及。包裝材料的透氣性能研究，在醫(yī)藥、食品行業(yè)尤其重要，其直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。單一薄膜無法滿足軟包裝的總體需求，近年來多層復(fù)合膜以優(yōu)異的阻隔性、耐化學(xué)性等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，其中起關(guān)鍵作用的就是阻隔層材料。
塑料膜透氣性能的測試通常利用氣體透過率測試儀。廣州標(biāo)際生產(chǎn)的壓差法氣體透過率測定儀N500就能很好的起到檢測效果。下面，我們就從包裝材料主要的透氣性原理及影響氣體滲透的幾點(diǎn)因素來認(rèn)識(shí)。
氣體透過率測定儀N500
包裝材料的透氣性原理：
氣體透過量。在一個(gè)大氣壓差下，每平方米透過面積，24h透過的氣體量(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
透氣系數(shù)。在單位時(shí)間內(nèi)，單位壓差下，透過單位面積、單位厚度薄膜的透氣量(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
氣體對薄膜的透過是一個(gè)單分子擴(kuò)散過程，屬于質(zhì)量傳遞過程。共包括三個(gè)步驟，當(dāng)在薄膜兩側(cè)存在著濃度不同的某種氣體時(shí)，氣體首先溶解于薄膜之中，由于固體薄膜都有分子間隙及分子內(nèi)空隙，氣體在這些間隙中由高濃度向低濃度進(jìn)行擴(kuò)散，后在膜的另一面向外蒸發(fā)。氣體對薄膜的滲透就是由無數(shù)個(gè)單分子對薄膜的滲透構(gòu)成的。
不同的氣體(例如:氧氣、氮?dú)?、二氧化碳?對同一種包裝材料的透氣系數(shù)是不同的。在食品包裝中，主要研究的是氧氣對包裝材料的透過性能，即包裝材料的透氧性能。
包裝材料透氣性
影響氣體滲透性的因素有以下幾點(diǎn)：
①分子鏈的極性。在高聚物材料中，非極性材料有聚乙烯、聚丙烯、聚丁二、聚四氟乙烯等;弱極性的有聚苯乙烯、聚異丁烯、天然橡膠等;極性聚合物有聚氯乙烯、尼龍、聚甲基丙烯酸甲酯等;強(qiáng)極性的有酚醛樹脂、聚酯、聚乙烯醇等。極性分子的相互力大，內(nèi)聚能密度高，阻隔性好，擴(kuò)散系數(shù)低。
②分子鏈的剛性和側(cè)基。分子鏈剛性大、主鏈不靈活的材料玻璃化溫度高的材料氣體透過率較低。分子鏈側(cè)基不對稱，高聚物自由空間大，透過率就相對較高。
③結(jié)晶度。結(jié)晶度高，分子鏈排列愈緊密，氣體透過結(jié)晶性物質(zhì)比透過無定性物質(zhì)需要更多的擴(kuò)散活化能，因而阻隔性更好。一方面結(jié)晶性高聚物的透過率低于無定型高聚物，另一方面，同一種高聚物中結(jié)晶度高的優(yōu)于結(jié)晶度低的
④高聚物的密度。與結(jié)晶度相似，高聚物密度高、阻隔性好、滲透率低。
⑤取向度。通過改變高聚物的拉伸取向可顯著降低氣體透過率，特別對結(jié)晶高聚物，取向可使晶體按一定方向重新排列起來還可以促進(jìn)結(jié)晶，使得滲透劑分子需經(jīng)過更為曲折的路徑才能透過包裝材料。
⑥濕敏度。有些高聚物含有羥基-OHI、酰胺基-CNH-等，對水敏感，當(dāng)水分子滲入，形成氫鍵，使高聚物膨脹、松弛，使透氣性增加。另外一些含酯基一C-0一、氯基乕C=N的高聚物，雖然吸水，但不影響阻隔性，因?yàn)椴蝗Q于氫鍵。
⑦溫度?？傮w上，氣體或液體在高聚物中的透過率隨溫度升高而增加。這是因?yàn)椋S著環(huán)境溫度的升高，影響塑料薄膜阻隔性因素都會(huì)有相應(yīng)變化，聚合物分子鍵的剛性下降，內(nèi)聚度下降，自由體積增大。環(huán)境溫度的升高還會(huì)使經(jīng)過拉伸取向的聚合物分子鏈間的取向能降低。這些變化使薄膜的透過率隨著環(huán)境溫度的升高而加大。
