等壓法和壓差法的透氧測試方法比較

目前在國際上，常用于檢測包裝材料阻氧性能的透氧測試方法有兩種：等壓法和壓差法，這兩種方法是根據測試時，被測樣品兩側的氣壓狀況來區分的。現行的ISO15105中的方法一是壓差法，方法二是等壓法；而我國現行的透氧標準GB1038制定于1988年，只規定了壓差法，至今仍未將等壓法修訂補充入標準。

壓差法的試驗原理：先在樣品膜的兩側抽真空，然后在樣品一側輸入氧氣達到一個大氣壓，從而在樣品的兩側形成一個大氣壓的壓力差。隨著氧氣的逐漸透過，檢測出低壓室的壓力增量速度，就可以計算出樣品的透氧速率。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，而且可以測試材料對多種氣體的阻隔性。但是壓差法在其準確性及應用方面，仍有較大的局限性，因為：

1．在測試時，需要在樣品的兩側形成一個大氣壓的壓差，這個壓差的存在會破壞材料本身的性能結構，如產生裂紋、加大針孔、材料變薄、透氣面積變大，這些改變會影響測試的準確性。當包裝材料應用于食品或藥品包裝時，是不會經受這個壓差的。

2．進口的壓差法設備的測試范圍只能達到0.5 cc/m2day，再小的透過率數據是不能保證精度的。而目前鍍鋁膜等高阻隔包裝材料的透氧率已經可以達到0.1 ~0.2cc/m2day左右，鋁箔復合膜則更低，所以壓差法已經不能適用于這些材料的檢測了。

3．壓差法設備不能測試完整的包裝件，只能測試膜材。有時，材料本身的透氧率不存在問題，而軟包裝的封邊、瓶蓋的密封等因素，都會嚴重地影響完整包裝的透氧率。

4．壓差法設備不能控制測試濕度。不能檢驗一些親水性材料（如尼龍、EVOH）在高濕環境下的透氧率突變情況。

5．測試的重復性較差，臺間差也會達到15~20%以上。只能用原廠的標準膜進行驗證，但是由于國內外都沒有溯源標準膜的供應，所以不同生產商的設備之間沒有一個統一的參考值。

6．測試效率并不高，由于在測試開始時需要在測試腔內抽真空，對于高阻隔材料，廠方推薦的抽真空時間會長達10~15小時以上；有時由于操作手法不當，就連進口設備也很難避免會抽真空失敗，國產設備的抽真空技術就更不過關了。

等壓法的測試原理：在樣品膜的兩側分別通入連續流動的氧氣和氮氣，樣品兩側的大氣壓相等，利用氧氣在樣品膜兩邊的恒定濃度差而引起滲透，氮氣將透過的氧氣全部運送到傳感器上，其傳感器必須采用庫侖電量法傳感器，這是一種符合法拉第定律的值傳感器，滲透過來的氧氣經過傳感器時，傳感器就會釋放出4倍的電子，根據電流的大小就能檢測出通過傳感器的氧分子數量。和壓差法相比，等壓法是一個更精確、*的測試方法，因為：

1．測試時，樣品膜兩側的氣壓相同，不會破壞材料本身的性能結構，更接近于包裝材料真實使用的環境。

2．等壓法設備的測試范圍能達到0.005 cc/m2day，足以準確地檢測這些高阻隔材料。

3．可以測試完整的包裝件或瓶，只需要加裝很小的附件。

4．測試腔的濕度可以控制在0%，或者35%~90%之間，而且濕度傳感器放置在樣品旁，真實反映樣品處的濕度，能夠對親水性材料進行準確的濕度環境下透氧率測試。

5．測試重復性很好，一般只有±1%或者±0.05 cc/m2day，而且可以利用追溯美國標準研究院NIST的標準膜來驗證設備，使得臺間差也只有2~3%，不同實驗室的測試結果能夠有很好的比對性。

6．測試效率高，由于不需要抽真空，一般阻隔樣品只需要一個白天就能完成，高阻隔材料也只需要最多1~2天時間。