岩棉保温板厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
岩棉保温板厂家
热门搜索:
成功案例
当前位置:首页 > 成功案例

当探讨铝箔复合软包材阻隔性能的影响因素三

发布时间:2021-09-10 05:31:37 阅读: 来源:岩棉保温板厂家

探讨铝箔复合软包材阻隔性能的影响因素三

3、铝箔复合材料阻隔性能的检测

铝箔复合材料阻隔性能一般分为气体透过率和水蒸汽透过率二类,而气体透过率一般又以对包装影响较大的氧气为代表。

3.1氧气透过率的检测

氧气透过率检测的方法从测试原理上来分,主要有压差法和电量分析传感器的成份分析法2大类。

压差法的测定原理是用试验膜隔成2个独立的空间,将其中一侧(高压室)充入测定用气体;而另一侧(低压室)抽真空,这样在试样两侧就产生了一定的压差,高压室的气体就会通过薄膜渗透到低压室,通过测量低压室的压力或体积变化就可以得出气体的渗透率。压差法具有简单、方便、可以测定各种气体,以及仪器设备价格较低等优点。但在实际应用中,包装容器的内外压力大多数是相同的,不能模拟实际使用情况。大量的事实证明压差法与其它方法相比,检测结果偏大,在低透过率时,尤为明显。同时,有证据表明,用压差法测量氧气透过率时,压差的大小会明显影响检验结果。

铝箔复合包装材料的氧气透过率较低,一般都在0.1ml/m2·24h·1atm以下。而目前最好的压差法的检测仪器,其检测最低量为0.1ml/m2·24h·1atm,显然不能满足检测高阻隔的铝箔复合包装材料的要求。

电量分析型氧气透过率测试仪的原理是用试验膜隔成两个独立的气流系统,一侧为流动的氧气,另一侧为流动的氮气。试样两边的气压相等,在氧气的浓度差的作用下,氧气透过薄膜并在氮气流的载运下送至传感器中,测量出气流氧气的含量,计算出材料的氧气透过率。

电量分析型氧气透过率测试仪可以控制不同的湿度、温度及不同氧含量的气体,能更有效地模拟包装实际的使用条件,测试过程中试样两侧压力相同,有利于减少试验过程中的泄漏和对试样的破坏。电量分析型氧气透过率测试仪能准确测定透过气体中氧气的成份,因而测试结果更准确、可靠,可达到0.001ml/m2·24h·1atm的精度。但是电量分析型氧气透过率测定仪目前国内无法生产,价格极高,同时电量分析传感器只能对氧气进行检定,不能测量其它气体的透过率,电量分析传感器实际是用一种燃料电池做传感器,维护较麻烦,且具有一定寿命,运作成本较高,不太适应于高透氧率薄膜的测试。

目前我国所使用的氧气透过率检测仪器基本上都是压差法,早期以日本东洋精机的产品居多,近年来有些单位购买了精度较高的德国Bruggar公司和济南兰光的压差法透气测试仪。国内氧气透过率仅有GB1038这一压差标准。制定一个类似ASTM D 3985的电量分析法测量氧气透过率的国家标准,用于测定高阻隔性铝箔复合包装材料的氧气透过率是相当有必要的。

3.2水蒸汽透过率的检测

水蒸汽透过率的测试实验机都是怎样使用的方法,从其检测原理上主要有称重、红外检定法和湿度传感器检定法等。

称重法的原理是先将一定的干燥剂放入透湿杯中,在透湿杯放上被检测的薄膜,用蜡密封后,放入恒温恒湿的环境中,以适当的时间间隔称量透湿杯的增重,从而计算出水蒸汽的透过率。作为透湿杯的发展变形,容器可以是袋、瓶或其它容器。称重量法具有简单、方便以及仪器设备价格低廉等优点。我国的GB/T、GB/T、GB/T、GB/T都是采用称重法。简单透湿杯称重法具有重复性、可靠性差、测量时间长、精度低等明显的缺点。济南兰光采用计算机控制自动称量制成了TSY-1型透湿性测试仪,其精度提高到了0.01g/m2·24h。GB/T16928中的B法采用成袋法,比杯式法有所改进,但实际操作结果表明,其精度一般也只能达到0.1g/m2·24h。GB/T6982是一种简单方便的方法,精度也很高,可达到0.0001g/m2·24h,不过其检测时间太长,有时可能要一年时间,不太适应于生产性检验。

红外检定法的原理是用试验膜隔成为独立的气流系统,一侧为具有一定相对湿度的氮气流,另一侧为干燥的氮气流,干燥的氮气流带着透过来的水蒸汽,流向红外检定传感器,测量出氮气中水蒸汽的含量,进而得出水蒸汽透过率。红外检定法在整个实验过程中全自动控制,不破坏扩散平衡,其结果准确可靠,检测精度一般可达到0.001g/m2·24h。

湿度传感器检定法的原理与红外检定法原理类似,使试样两侧形成一定的相对湿度差,通过湿度传感器测量湿度变化,从而计算出水蒸汽的透过量。

我国现有的水蒸汽透过率检测仪器,有称重、红外检定法和湿度传感器检定法,目前国家标准仅有称重法。对于水蒸汽透过率较大的包装材料可以用GB/T1037的杯式称重法,对于水蒸汽透过率较小的可热封材料,可用GB/T16928的成袋的称重法。铝箔复合包装材料的水蒸汽透过率一般都在0.1g/m2·24h以下,以上2种方法都不适应,只用红外检定法或湿度传感器检定法来测定。当然如果有足够的时间,GB/T6982的称重法也是一种不错的选择。

3.3铝箔复合材料阻隔性能检测时的注意事项

1) 任何仪器检测的水蒸汽透过率和氧气透过率都是渗透和泄漏的总和,铝箔复合材料的阻隔性能检测,仪器的泄漏和侧边渗透是一个不可忽略的因素,只有确认实验过程中仪器的泄漏和侧边渗透与正面渗透相比,可以忽略不计,所测得的水蒸汽透过率和氧气透过率才是真实可靠的。检测仪器的泄漏和侧边渗透有多少4、压头与衬板间隙要适当(1.0±0.2)mm,最简单的方法就是测量一个完全不透气的金属薄片的氧气透过率和水蒸汽透过率。

2) 铝箔的针孔是铝箔复合材料产生渗透的唯一因素,而铝箔的针孔大小及其分布并因此不一定均一的。检测样品中的针孔大小和数目常常不具备有统计代表性,因而同一产品不同的取样之间的检测结果相差较大是必然的,这是普通塑料复合膜没有的现象。

4、铝箔复合包装的整体密封性

水蒸汽和气体进入或泄出包装的途径有2种:渗透和泄漏。

渗透是指气体或水蒸汽从高浓度区进入表面,通过向材料的扩散,又从低浓度区的另一表面解吸。渗透的速度与包装材料的性质、结构、厚度、厚度均匀性、温度、湿度等有关,同时也与扩散剂的种类有关。渗透对于包装件来说有2种,一是穿通包装材料的正面渗透,另一是穿过包装件中包装材料结合处(如:封口部分)的侧边渗透。侧边渗透一般较小,往往容易被人们所忽视,但铝箔复合材料,由于正面渗透很小,侧边渗透一般不可忽视,对包装件的整体密封性有很大的影响。笔者曾取结构为PET12/AL7/PE50的铝箔复合膜制成袋,将充分干燥后的无水氯化钙封入袋中测量增重,历时一年,在50℃ RH100%的条件下,测得当封边宽度为8mm时复合膜的水蒸汽透过率为0.0014g/m2·24h,而当封边宽度为20mm时复合膜的水蒸汽透过率仅为0.0008g/m2·24h。由此可见侧边渗透对铝箔复合袋的影响。更进一步的实验结果表明,铝箔厚度在15μm以上时,铝箔复合袋的阻隔性,完全决定于封边宽度和封边质量。

泄漏是指水蒸汽或气体通过材料的裂缝、微孔或2种材料间的微小间隙而泄出或进入包装。泄漏的速度取决于泄漏孔隙的大小、包装件的压力、扩散剂的种类以及环境的温度、湿度等。泄漏一般有2种:压穿和漏封。压穿是指包装材料受外力的挤压而形成一个穿透的孔或裂纹,漏封是由于某些因素存在,使本应融熔结合的部位,没有封合。

铝箔复合材料在实际中还存在一种“半泄漏”,就是说在包装产品的成型、充填、热封、杀菌以及运输和销售过程中,虽然复合膜没有产生内外连通的穿孔泄漏现象,但其高阻隔层铝箔产生了折裂或针孔。“半泄漏”将严重影响包装件的整体密封性能,在包装工程中是一个不可忽略的因素。“半泄漏”一般有2种:一种是包装材料正面的“半泄漏”,另一种是包装件中热合处的“半泄漏”。正面的“半泄漏”严重影响包装件的整体密封性能,热合处铝箔压穿、压断和折裂的“半泄漏”,相当于封边宽度变窄,也将影响包装件的整体密封性能。

包装件的阻隔性是正面渗透、侧边渗透、正面“半泄漏”、热合处的“半泄漏”和泄漏的综合体现。铝箔复合材料作为一种极高阻隔性包装材料,其氧气透过率和水蒸汽透过率极小,普通塑料包装中可以忽略的侧边渗透、“半泄漏”等因素变得不能忽略,甚至会成为主要影响因素。同时铝箔是一种完全不同于塑料的金属材料,其强度低,基本上没有弹性和韧性。在热封、蒸汽灭菌、包装运输、销售过程中常常会出现铝箔阻隔层的压穿、压断和折裂等使其阻隔性能并可用图象和数字显示出结果降低的问题。铝箔压穿、压断和折裂后,铝箔复合包装材料应从包装材料、包装、运输和销售全过程来考察其包装的密闭性。(文/廖启忠)

关于万能试验机检定或者标定中分档的问题
30kN电液伺服弹性垫层疲劳试验机操作规程
人造板万能试验机仪表盒坏了怎么办
摩擦磨损试验机常用附件知多少