国内外对塑料容器的阻隔性测试
塑料容器在我国的发展速度十分惊人，在包装市场上的应用已经相当广阔：如它在碳酸饮料、饮用水的包装市场上已经占据了半壁江山；在果汁饮料市场上，与纸复合容器的市场份额不相上下。而且由于塑料容器重量轻、韧性好、容积大、并容易制成各种造型和规格等独特优点使它的使用领域逐步扩大，现在已挤进酒类包装市场。尤其是PET塑料瓶的市场需求增长非常快，目前在国内饮料包装市场所占份额很大。 外包装阻氧性能的好坏直接影响着产品的保质期。由于玻璃及金属材料的特性，玻璃瓶及易拉罐的阻氧性能都很优秀，但是塑料容器的阻隔性能就没有这么好了，因此市场上对于标准化测试塑料容器的阻氧性能具有十分迫切的要求。 传统的解决方案 传统的透氧性测试方法是将材料制成片材进行试验，然后按照容器的表面积以及容器各处的厚度来估算容器整体的透气量。片材的厚度往往不是很均匀，而且厚度较大（相对于薄膜），试样的边缘密封不易处理，这些都会影响到片材透氧性测试的精度以及误差，当然，以此数据为基础计算得出的容器透氧性数据误差会更大（其中又包含了瓶体面积、瓶壁厚度的测量误差等等）。 外形很不规则致使难以准确测定容器的表面积，而且材料性质在容器的吹塑、注塑等生产过程中发生了一定的变化，因此容器透气量的估算结果能否代表整个容器的透氧性能，生产厂家半信半疑，业内专家也认为仅用局部的透氧量来评定整个容器的阻氧性能，以点代面不科学。 容器阻隔性检测的局限性 塑料容器的特点是它可以根据客户的需要制成各种不同的形状，当然瓶体的壁厚也可以在一定的范围内进行调节。但是这些特点也给测试容器阻隔性带来了一些困难，这主要表现在以下三个方面。 容器尺寸不确定。随着社会的发展，制造工艺的进步，市场上大大小小的容器包装瓶随处可见，容器的大小、规格、体积、表面积大小很难一致，这给容器透气性检测带来了一定的难度。 容器口差别大。容器的种类繁多，容器口的样式也是多种多样，而且容器口的形状随着市场的发展也呈现出多变的趋势。因为容器口的尺寸和形状的变化显著影响了容器的固定及密封，所以容器口与设备的连接是测试过程中的一大难题。 测试腔体与透氧仪之间的连接与密封。测试腔体主要有以下3种：一是不采用测试腔，试验只能在开放状态下（测试环境的氧气浓度是试验室环境的氧气浓度）进行；二是使用透明塑料袋作为测试腔，套封在容器试样外面，这种方法很难实现氧气流的循环，袋内的氧气浓度调节受到一定的限制，也容易引起容器口密封不牢的情况；三是采用高阻隔材料制成专用测试腔体，与容器分离密封，密封效果好，可实现氧气循环。 此外，容器阻隔性测试对实验室的温度环境要求较高。一是因为传感器的性质所致，再者是透氧性测试本身受实验室环境影响较大。 国外容器阻隔性测试的发展 如何进行容器阻隔性测试？目前，国标对这方面的测试标准还没有明确的规定，下面，我们以ASTM F 1307-02标准为例，来看一下容器阻隔性测试在国外的发展现状。 1 测试方法简述 ASTM F 1307-02按照与测试方法D 3985 相似方式使用库仑氧气传感器及其相关设备。氧气透过率（O2GTR）是将容器固定在测试装置上并在测试环境中达到平衡后测定的。容器装夹完成后能够形成如下的测试环境：其内侧被氮气流缓慢净化、外侧暴露在氧气浓度已知的环境中。容器可以暴露在环境大气中，或者是浸在100％的氧气环境中。当氧气渗透通过容器壁进入载气氮气流中，它会被载气流携带至库仑传感器处，库仑传感器探测到氧气会输出电流，电流的大小与单位时间内流入传感器的氧气总量成正比[1]。 这种试验方法中采用氧气作为测试气体，氮气作为载气气体。在容器的外部和内部形成一定的氧浓度差，外部为氧浓度高的一侧，而内部为氧浓度低的一侧，在整个渗透过程中氧气从容器外部透过容器壁向内部渗透。 2 试验结果单位 O2GTR的常用单位是cm3(STP)/pkg·d[1]，如果将容器的测试结果单位与薄膜的测试结果单位相比较不难发现，测试面积没有了，这表示它不再参与计算，取而代之的是一个pkg单位。对于没有接触过容器阻隔性测试的人来讲，对这个单位会感到非常陌生，事实上它就是一个适用于任何包装物的数量单位，相当于件、包，是package的简写。例如，2.25L的PET瓶或是1L的PET瓶都是1pkg，不因体积、面积的不同而改变。 进行容器的透氧性测试就是为了获取真实的容器整体透氧数据，无论其外形如何、厚度是否均匀，都可以利用pkg单位表示出它整体的氧气阻隔性能，这对进行容器整体的阻隔性能分析是十分有利的。 (待续)
