纳米保鲜膜对二氧化碳透过性能的测试方法

摘要：对二氧化碳的透过性能是保鲜膜材料的重要性能指标之一。本文利用压差法设备VAC-VBS压差法气体渗透仪测试了纳米保鲜膜的二氧化碳透过量，并通过对试验原理、设备参数及适用范围、试验过程等内容的介绍，为塑料薄膜材料二氧化碳透过性能的测试与研究提供参考。

关键词：二氧化碳透过量、二氧化碳透过性能、压差法气体渗透仪、纳米保鲜膜

1、意义

纳米保鲜膜是指在纳米尺寸上进行合成、改性、添加所制成的可用于水果、蔬菜、肉制品、鲜奶、啤酒、熟食等食品保鲜的薄膜材料。与普通保鲜材料相比，纳米保鲜膜在耐热性、抗菌性、防腐性等方面均具有明显优势。根据所包装食品特性的不同，保鲜膜应具有与之相适应的性能参数。其中，对气体的透过（阻隔）性能是决定纳米保鲜膜对所包装的食品能否产生良好的保鲜作用的重要参考指标，如在包装新鲜果蔬时，保鲜膜应具有适当的氧气、二氧化碳透过性能，以适应并限制果蔬的呼吸作用。本文针对性的测试了纳米保鲜膜的二氧化碳透过量。

2、试验样品

纳米保鲜膜。

3、试验依据

目前，二氧化碳透过量的测试方法主要采用压差法原理，试验过程依据标准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

本次试验采用VAC-VBS压差法气体渗透仪对纳米保鲜膜样品进行测试，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

图1  VAC-VBS压差法气体渗透仪

4.1 试验原理

压差法原理即试验过程中试样两侧保持一定压力差。将试样装夹到设备的测试腔后，测试腔被分为上、下两个腔，上腔中充入一定压力的测试气体二氧化碳，下腔中通过抽真空形成低压环境，如此试样的两侧形成了一定的压力差。试验时，上腔中的二氧化碳在压力差的驱动下，由上腔通过试样缓慢渗透到下腔中，引起下腔压力的升高，当达到稳定渗透时，下腔中的压力与渗透时间呈线性关系，根据这种线性关系，可计算出试样的二氧化碳透过率。

4.2 适用范围

(1) 本设备适用于多种薄膜、片材的气体渗透性能测试。薄膜类包括各种塑料薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜等膜状材料；片材类包括各种工程塑料、橡胶、建材等片状材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。

(2) 本设备还可扩展到航天用材料、纸及纸板、漆膜、玻纤布、玻纤纸、化妆品软管片材、各种橡胶片材等材料的透气性测试。

(3) 本设备适用于多种气体的透过率测试，如氧气、二氧化碳、氮气、氦气、空气等。

(4) 本设备满足多项国家和标准，如ISO15105-1、ISO2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003。

4.3 设备参数

测试范围为0.1 ~ 100,000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)；可同时完成3个试样的测试，试验结果为3个试样测试结果的平均值；试样的温度范围为15 ~ 55℃，控温精度为±0.1℃；提供标准膜进行快速校准，保证检测数据的准确性和通用性；支持Lystem^TM实验室数据共享系统，统一管理试验结果和检测报告。

5、试验过程

(1) 从待测的纳米保鲜膜样品表面裁制直径为97 mm的试样3片。

(2) 在设备3个测试腔周边涂抹一层真空油脂，分别在测试区域内放置一片滤纸，将3片试样分别粘贴在测试腔上，轻轻按压，除去测试腔与试样间的气泡，再用夹紧装置夹紧。

(3) 连接二氧化碳气源，在设备控制软件上设置试样名称、试验温度、湿度、试验模式、抽真空时间等参数信息，点击试验选项，打开真空泵，试验开始。

(4) 设备按照设定的参数自动进行试验，试验结束后，显示试验结果。

6、试验结果

本次试验所测试纳米保鲜膜样品的二氧化碳透过量为3.9046×10⁴ cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、结论

纳米保鲜膜对二氧化碳透过性能的高低是影响其作为新鲜果蔬外包装保鲜效果的重要因素，较高的二氧化碳透过率有利于延缓果蔬的衰老，有利于营养成分及色泽的保持，保证果蔬良好的储藏品质。本文利用压差法设备测试了纳米保鲜膜样品的二氧化碳透过量，试验的过程简单，设备易于操作，智能化程度高，测试结果准确可靠，试验效率高，除二氧化碳外，该原理设备还可用于氧气、氮气、空气、六氟化硫、氦气等气体渗透性能的测试。济南兰光机电技术有限公司是一家专业从事包装检测设备研发、生产与包装检测服务的高新技术企业，现有设备几乎可测试软塑包装材料的性能指标。愈了解，愈信任，Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作！