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            拉伸膜阻隔性測試的最新技術

            放大字體  縮小字體 發布日期:2017-07-13  瀏覽次數:501
            核心提示:  一.拉伸膜透氧測試:  1) 等壓---庫侖電量傳感器技術:  庫侖電量傳感器是國際公認的絕對值傳感器,傳感器中每通過一個
               一.拉伸膜透氧測試:
             
              1) 等壓---庫侖電量傳感器技術:
             
              庫侖電量傳感器是國際公認的絕對值傳感器,傳感器中每通過一個氧氣分子,就會釋放出四個電子,氧分子數量和電子數量的關系是線性正比的,傳感器的準確率非常高,而且不受滲透濃度和傳感器環境變化影響的。因此,采用這種傳感器的儀器是不需要校準和標定的。
             
              等壓法透氧測試的國際標準ISO15105-2、ASTM D3985都要求采用庫侖電量傳感器對滲透過來的氧氣進行100%的檢測。目前只有MOCON公司的透氧儀采用了真正的庫侖電量絕對值傳感器,真正符合ISO 10105-2和ASTM D3985標準,其精度、可靠性之高是全球公認的。
             
              而有些設備制造商采用了一種普通的電化學法傳感器,為延長傳感器的使用壽命,他們的傳感器外層包覆著一層軟膜,從樣品滲透過來的氧氣中只有一部分能透過這層軟膜,最終進入傳感器而產生電信號,這個二次部分滲透違反了國際標準所要求的100%氧氣檢測,這層軟膜的存在使這個傳感器成為了一個相對值傳感器,需要用不同濃度的氧氣進行校準。通過ASTM委員會組織的實驗室對比測試數據表明,這些非庫侖傳感器的測試準確性不能滿足ASTM標準的要求,尤其是測量低透過率的拉伸膜時,它的測試結果會出現明顯的偏差。
             
              2)測試腔的溫濕度控制技術:
             
              拉伸膜的滲透性會隨著測試溫度和濕度而發生變化,MOCON等壓---庫侖電量傳感器法的透氧測試儀可以對測試樣品進行精確的溫濕度控制。
             
              溫濕度傳感器探測的準確性是進行控制的前提,MOCON透氧儀中的溫濕度傳感器位置非常接近測試樣品,能真實地反映樣品所處的溫濕度環境,而且溫濕度傳感器能方便地取出,可以利用干燥劑和飽和鹽溶液進行二點式校準,以避免傳感器回路的老化漂移。
             
              MOCON所采用的濕度發生方法是美國標準研究院NIST所推薦的雙壓力法,控制簡便而且穩定;某些設備采用的是雙流量法,類似于冷熱水的雙閥門調節,難以穩定控制,往往達不到它們聲明的濕度范圍,而且它們的濕度傳感器沒有安裝在樣品旁邊,客戶無從知曉傳感器的準確性。
             
              3)在環境溫度中的測試穩定性:
             
              由于MOCON所用的庫侖電量傳感器是絕對值傳感器,它的線性關系不受氧氣濃度和環境溫度變化的影響。
             
              普通電化學傳感器(非庫侖電量法)的透氧儀使用的是相對值傳感器,傳感器外層包覆著一層軟膜。由于傳感器位于儀器的機箱中,傳感器溫度會隨環境溫度而變化,這個軟膜自身的透氧率也會因而變化,這樣傳感器測試精度就很容易受環境溫度變化的影響。標準實驗室的環境溫度變化在4℃之間(±2℃),這個微小的溫度變化會給這些相對值傳感器帶來超過0.5cc/m2day的波動,這個波動對高阻隔拉伸膜的測試數據會產生很大的影響。
             
              4)測試設備的可溯源性:
             
              MOCON所用的絕對值傳感器不需要校準,但MOCON公司仍提供可溯源到N.I.S.T.的標準薄膜,給客戶作為一個選擇性的驗證手段,用戶只需要在驗證儀器的時候使用。MOCON 提供多種不同數量級的標準溯源膜,只要這幾個標準膜的測量值在允許誤差范圍之內,根據線性關系,就能保證儀器處于最佳的狀態,實現全量程上的測試精度。
             
              普通電化學傳感器(非庫侖電量法)的透氧儀由于使用的是相對值傳感器,所以它們必須要使用標準薄膜進行校準補償,使用三張標準膜,其實只能對三種氧氣濃度梯度進行校準,由于是非線性關系,這三個校準點的準確性并不能代表其它點的準確性,因而不能保證全量程的準確性。
             
              5)和傳統壓差法的比較:
             
              傳統的壓差法的測試原理相對簡單,只需要對氣壓進行精確的測量,而且可以測試拉伸膜對多種氣體的阻隔性。但是壓差法在其準確性及應用方面,有著較大的局限性。
             
              壓差法的測試下限只能達到0.5 cc/m2day,再小的透過率數據是不能保證精度的,因而壓差法已經不能適用于高阻隔拉伸膜的檢測。
             
              這個壓差的存在會破壞拉伸膜本身的性能結構。
             
              壓差法不能測試完整的包裝件。
             
              測試的重復性較差,國內外都沒有溯源標準膜的供應,只能用原廠的參考膜進行驗證,不同生產商的設備之間沒有一個統一的參考值。
             
              抽真空技術好壞直接影響到測試準確性和測試效率。
             
              在高透過的測試范圍里,壓差法可以和等壓法進行相互印證,等壓---庫侖電量傳感器法作為一個更精確、先進的測試方法,利用其傳感器的線性關系來保證了在低透過的測試范圍里的測試精度。
             
              等壓法的測試范圍最低能達到0.005 cc/m2day,足以準確地檢測這些高阻隔拉伸膜。
             
              樣品兩側氣壓相同,不會破壞拉伸膜本身的性能結構。
             
              可以測試完整的包裝件或瓶,只需要加裝很小的附件。
             
              測試重復性很好,可以利用追溯美國標準研究院NIST的標準膜來驗證設備,使得不同實驗室的測試結果能夠有很好的比對性。
             
              二.拉伸膜透濕測試:
             
              等壓--紅外傳感器法,是目前公認的最精確的水蒸氣透過率測試方法,MOCON透濕儀采用了等壓--紅外傳感器法,符合ASTM F1249、ISO 15106-2等多種國際標準。
             
              1)等壓--紅外傳感器技術介紹:
             
              它只判別紅外光譜中某些特定波長被水蒸氣吸收的線性比率來判別水蒸氣的濃度,水蒸氣只在管路中隨載氣流動,不經過任何處理,不存在其它的干擾因素。紅外傳感器是一種相對值傳感器,需要校準。
             
              2)采用與透氧儀相同的測試腔溫濕度控制技術,保證了測試的準確性。
             
              3)測試設備的可溯源性:
             
              MOCON公司提供多種可溯源到N.I.S.T.的標準薄膜,可對設備進行校準和標定。
             
              4)和拉伸膜透濕測試傳統方法的比較:
             
              傳統的杯式法,測試精度差,人為因素影響很大,目前ISO已經淘汰這種測試方法。而且測試時間長,有時需要幾天,甚至幾個月的測試時間。
             
              傳統的電解法,需要先用吸濕劑來吸收水蒸氣,再通過電極電解水蒸氣,再根據電解電流來判斷。這樣對水蒸氣進行了二次處理過程,吸濕劑的效率、電極的損耗都會影響測試的精度,累積誤差大。而且電解槽需要定期再生,費時費力。

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