塑料薄膜廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、電子、農(nóng)業(yè)、包裝等多個領(lǐng)域，其主要功能包括阻隔外界環(huán)境、延長產(chǎn)品保質(zhì)期、防止污染和保持內(nèi)部氣氛穩(wěn)定。在這些功能中，透氣性能（Gas Permeability）是衡量薄膜阻隔能力的關(guān)鍵指標(biāo)之一。

塑料薄膜透氣性能測試，是指通過標(biāo)準(zhǔn)化的試驗方法，測定特定氣體（如氧氣、二氧化碳、氮氣、水蒸氣等）在一定溫度、濕度和壓力條件下，透過單位面積塑料薄膜的速率。該測試結(jié)果直接影響產(chǎn)品的儲存壽命、安全性和包裝設(shè)計。

本文將系統(tǒng)介紹塑料薄膜透氣性能的定義、測試意義、常用標(biāo)準(zhǔn)、測試方法、影響因素及實際應(yīng)用。

什么是透氣性能？

透氣性能是指材料對氣體分子透過能力的度量，通常用以下三個參數(shù)表示：

1. 透氣量
   指在恒定溫度和壓差下，單位時間內(nèi)透過單位面積薄膜的氣體量，單位為：cm3/(m2·d·atm) 或 mL/(m2·d)。

2. 透氣系數(shù)
   綜合反映材料本身對氣體的溶解與擴散能力，與材料厚度無關(guān)，單位為：cm3·cm/(cm2·s·cmHg)。

3. 擴散系數(shù) 和 溶解度系數(shù)
   用于深入分析氣體在材料中的傳輸機理（D 表示氣體在材料中擴散的速度，S 表示氣體在材料中的溶解能力）。

測試目的與意義

進行塑料薄膜透氣性能測試的主要目的包括：

1. 評估阻隔性能：判斷薄膜是否適合用于高阻氧、防潮、氣調(diào)包裝等特殊用途；

2. 指導(dǎo)材料選型：為不同應(yīng)用場景（如鮮肉包裝、藥品泡罩、鋰電池封裝）選擇合適的薄膜材料；

3. 質(zhì)量控制：確保生產(chǎn)批次間薄膜性能的一致性；

4. 研發(fā)新產(chǎn)品：支持新型復(fù)合膜、納米涂層膜、生物降解膜的開發(fā)與優(yōu)化；

5. 滿足法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)要求：如食品接觸材料、醫(yī)藥包裝等需符合國家或國際標(biāo)準(zhǔn)。

常見測試方法

1. 壓差法（Differential Pressure Method）

• 原理：在薄膜兩側(cè)施加一定壓力差，測量低壓側(cè)氣體體積隨時間的變化，計算透氣量。

• 設(shè)備：壓差式透氣儀

• 優(yōu)點：可測試多種氣體，結(jié)果穩(wěn)定

• 缺點：測試周期較長（通常6~24小時），對溫濕度控制要求高

• 適用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 1038、ISO 15105-1

2. 等壓法（等電量法，Coulometric Sensor Method）

• 原理：薄膜兩側(cè)保持相同壓力，高濃度側(cè)為測試氣體（如O?），低濃度側(cè)為載氣，透過氣體被電量傳感器定量檢測。

• 設(shè)備：氧氣透過率測定儀（如MOCON OX-TRAN）

• 優(yōu)點：靈敏度高、測試速度快（可達幾分鐘穩(wěn)定）

• 缺點：通常只適用于氧氣或水蒸氣

• 適用標(biāo)準(zhǔn)：ISO 15105-2、ASTM D3985

3. 紅外法（IR Detection Method）

• 原理：利用紅外傳感器檢測透過薄膜的特定氣體（如CO?）的濃度變化。

• 優(yōu)點：選擇性強、響應(yīng)快

• 適用氣體：二氧化碳、甲烷等可被紅外吸收的氣體

測試步驟（以GB/T 1038壓差法為例）

1. 樣品準(zhǔn)備

• 取平整、無折痕、無污染的薄膜樣品；

• 直徑一般為70~90mm，厚度均勻；

• 每組測試不少于3個樣品。

2. 裝樣密封

• 將樣品置于測試腔中，用密封夾具固定，確保無泄漏。

3. 抽真空與加壓

• 對低壓側(cè)抽真空至規(guī)定真空度；

• 高壓側(cè)充入測試氣體（如O?），形成穩(wěn)定壓差（通常為0.1 MPa）。

4. 恒溫恒濕

• 將測試腔置于恒溫箱中，常見條件為23℃±0.5℃，相對濕度0% RH 或 50% RH（濕度影響顯著）。

5. 數(shù)據(jù)采集

• 實時監(jiān)測低壓側(cè)壓力上升速率，直至達到穩(wěn)定透過狀態(tài)。

6. 計算結(jié)果

• 根據(jù)壓力變化率、樣品面積、厚度、溫度和壓差，計算透氣量（GTR）和透氣系數(shù)（P）。

影響透氣性能的主要因素