气体透过性检测概述

气体透过性是指气体（如氧气、二氧化碳、氮气、水蒸气等）在特定条件下透过薄膜、片材、涂层或容器壁等阻隔性材料的性能。它是评价包装材料、建筑材料、防护材料、电子元件封装材料、医疗器械材料、新能源电池隔膜等产品阻隔性能的关键指标，直接影响产品的保质期、安全性、功能性和使用寿命。气体透过性的量化表征通常包括三个核心参数：气体透过率、气体透过量和气体透过系数。

气体透过率(Gas Transmission Rate, GTR) 是指单位时间内，单位面积材料在特定温度、湿度和压差条件下透过的气体体积或质量。气体透过量则更侧重于材料在特定测试条件下实际透过气体的总量。而气体透过系数(Permeability Coefficient, P) 则是一个材料的本征属性，它排除了材料厚度和测试压差的影响，反映了材料本身对某种气体的渗透能力。准确检测这些参数对于材料研发、质量控制、标准符合性验证以及产品应用设计至关重要。

主要检测项目

根据应用需求和标准规定，气体透过性的检测项目主要包括：

• 氧气透过率(Oxygen Transmission Rate, O₂TR)： 评估材料对氧气的阻隔能力，对食品、药品保鲜包装尤为重要。
• 水蒸气透过率(Water Vapor Transmission Rate, WVTR)： 评估材料对水蒸气的阻隔能力，用于防潮包装、建筑材料湿度控制等。
• 二氧化碳透过率(Carbon Dioxide Transmission Rate, CO₂TR)： 对于碳酸饮料包装、气调包装(MAP)等应用至关重要。
• 氮气透过率(Nitrogen Transmission Rate, N₂TR)： 常用于惰性气体包装或特殊气体阻隔要求的场合。
• 其他特定气体透过率： 如氦气、氢气等，根据特殊需求进行检测。
• 气体透过系数(P)： 通过同时测定气体透过率和材料厚度，计算得到材料的本征渗透性能。

核心检测仪器

气体透过性检测主要依赖高精度的专用仪器，主流类型包括：

• 压差法气体透过仪：
  • 原理： 在薄膜两侧建立稳定的压力差（常为真空下或高压差），通过测量低压侧压力的升高速率来计算气体透过率。
  • 特点： 可测多种气体（O₂, N₂, CO₂等），测试范围宽，易于实现高压或真空测试。对仪器密封性要求高。
  • 代表性仪器： VAC-V系列（压差法）、GDP-C系列（符合GB/T 1038标准）等。
• 等压法（库仑计法/传感器法）气体透过仪：
  • 原理： 在薄膜两侧维持相同压力（通常为常压），但气体浓度不同。透过的气体被特定传感器（如氧传感器、红外CO₂传感器、湿度传感器）检测其浓度或流量变化。
  • 特点： 精度高，尤其擅长超低透过率的材料（高阻隔材料），对水蒸气透过率测试有优势。通常需要特定气体传感器，仪器成本相对较高。
  • 代表性仪器： OX2/230（氧透过）、PERMATRAN-W（水蒸气）系列（符合ASTM D3985, F1249, JIS K7126等标准）、MOCON系列等。

现代高端仪器通常具备多腔体、温湿度精确控制、自动测试、数据分析和符合多种标准的能力。

关键检测方法

气体透过性的检测方法主要依据不同的测试原理，国际上广泛采用的标准方法有：

• 压差法：
  • 样品将测试腔分为高压侧和低压侧。
  • 在高压侧充入测试气体并维持恒定压力。
  • 测量单位时间内通过样品渗透到低压侧的气体量（通常通过监测低压侧的压力变化或体积变化）。
  • 计算得到气体透过率(GTR)。
• 等压法（传感器法）：
  • 样品将测试腔分为载气侧（通常为高纯氮气或干燥空气）和测试气体侧（如100% O₂）。
  • 两侧压力平衡。
  • 测试气体侧的气体透过样品进入载气侧。
  • 载气将渗透过来的气体带到高精度传感器（如电化学氧传感器、红外CO₂传感器、湿度传感器）进行检测。
  • 根据传感器信号计算气体透过率(GTR)。

测试需在标准规定的恒定温度(T)、相对湿度(RH)（如需要）和压差(ΔP)条件下进行，并记录达到稳态后的数据。

主要检测标准

为确保检测结果的准确性、可比性和权威性，必须遵循国际、国家或行业标准。常用标准包括：

• 国际标准 (ISO):
  • ISO 15105-1: 塑料 - 薄膜和薄片 - 气体透过率的测定 - 第1部分：压差法
  • ISO 15105-2: 塑料 - 薄膜和薄片 - 气体透过率的测定 - 第2部分：等压法（传感器法）
  • ISO 2556: 塑料 - 常压下薄膜和薄片气体透过率的测定 - 压差法
• 美国材料与试验协会标准 (ASTM):
  • ASTM D1434: 测定塑料薄膜和薄片气体透过率的标准试验方法（压差法）
  • ASTM D3985: 用库仑传感器测定塑料薄膜和薄片氧气透过率的标准试验方法
  • ASTM F1249: 使用调制红外传感器测定水蒸气透过塑料薄膜和薄片的标准试验方法
  • ASTM F2622: 使用红外传感器测定塑料薄膜和薄片氧气透过率的标准试验方法
• 中国国家标准 (GB):
  • GB/T 1038: 塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法（压差法）
  • GB/T 19789: 包装材料 塑料薄膜和薄片氧气透过性试验 库仑计检测法
  • GB/T 21529: 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 电解传感器法
  • GB/T 31355: 包装件和容器水蒸气透过性试验方法 红外传感器法
• 日本工业标准 (JIS):
  • JIS K 7126: 塑料薄膜及薄板的气体透过率试验方法（压差法、等压法）
  • JIS Z 0208: 防潮包装材料的透湿度试验方法（杯式法/传感器法）

选择何种标准取决于被测材料、目标气体、要求的精度以及最终报告的需要。不同的标准对样品准备、测试条件（T, RH）、仪器校准、数据处理等都有具体规定。

检测机构资质证书

CMA认证

检验检测机构资质认定证书

证书编号：241520345370

有效期至：2030年4月15日

CNAS认可

实验室认可证书

证书编号：CNAS L22006

有效期至：2030年12月1日

ISO认证

质量管理体系认证证书

证书编号：ISO9001-2024001

有效期至：2027年12月31日

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