透氧量檢測(cè)及其在材料阻隔性能評(píng)估中的核心地位

透氧量檢測(cè)是評(píng)估材料（特別是包裝材料和醫(yī)用材料）對(duì)氧氣阻隔性能的一項(xiàng)至關(guān)重要的測(cè)試項(xiàng)目。氧氣作為一種高活性氣體，極易導(dǎo)致食品、藥品、化妝品等產(chǎn)品的氧化變質(zhì)，影響其色澤、風(fēng)味、功效甚至安全性，從而縮短保質(zhì)期。在醫(yī)療器械領(lǐng)域（如隱形眼鏡、血液保存袋），對(duì)氧氣透過率的精確控制更是直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全性和功能性。因此，準(zhǔn)確測(cè)定材料的透氧量（Oxygen Transmission Rate, OTR）或氧氣透過量（Oxygen Permeance），對(duì)于產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量控制、保質(zhì)期預(yù)測(cè)以及選擇合適的包裝解決方案具有決定性的意義。

核心檢測(cè)項(xiàng)目

透氧量檢測(cè)的核心項(xiàng)目通常包括：

1. 氧氣透過量 (Oxygen Permeance, PO₂)：指在恒定溫度和濕度條件下，單位時(shí)間內(nèi)透過單位面積薄膜或薄片材料的氧氣量。單位通常為 cm3/m2·d·Pa (立方厘米/平方米·天·帕斯卡)。

2. 氧氣透過率 (Oxygen Transmission Rate, OTR)：這是最常用的指標(biāo)，指在規(guī)定的溫度、相對(duì)濕度條件下，單位時(shí)間內(nèi)透過單位面積試樣的氧氣量。對(duì)于均質(zhì)薄膜材料，OTR值即為PO₂。單位通常為 cm3/m2·d (立方厘米/平方米·天) 或 cc/(m2·day) (常壓、常濕條件下)。

3. 氧氣滲透系數(shù) (Oxygen Permeability Coefficient, P_O2)：適用于均質(zhì)材料，指在恒定溫度和濕度條件下，單位時(shí)間內(nèi)透過單位厚度、單位面積試樣的氧氣量。它是材料本身固有的特性參數(shù)，與厚度無關(guān)。單位通常為 cm3·mm/m2·d·Pa (立方厘米·毫米/平方米·天·帕斯卡) 或 cm3·cm/cm2·s·cmHg (立方厘米·厘米/平方厘米·秒·厘米汞柱)。

4. 水蒸氣透過量 (WVTR) 與 OTR 的聯(lián)合測(cè)試：在某些情況下，特別是對(duì)高阻隔性包裝材料的評(píng)估，需要同時(shí)了解其對(duì)氧氣和水蒸氣的阻隔性能。

關(guān)鍵檢測(cè)儀器

透氧量檢測(cè)主要依賴于專業(yè)的氧氣透過率測(cè)試儀，根據(jù)其測(cè)試原理主要分為兩大類：

1. 庫侖法 (電量分析法) 氧氣透過率測(cè)試儀：

• 原理：試樣將測(cè)試腔分隔成干腔和濕腔（或兩個(gè)干腔）。干腔中通入流動(dòng)的高純氧氣，濕腔通入流動(dòng)的載氣（通常為干燥氮?dú)猓B透過試樣的氧氣被載氣帶到庫侖傳感器（電解池）中。氧氣在傳感器陰極上被還原，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電流。該電流大小與單位時(shí)間內(nèi)滲透的氧氣量成正比，儀器據(jù)此精確計(jì)算OTR值。
• 特點(diǎn)：精度高（可達(dá)0.01 cc/m2·day）、分辨率高、測(cè)試速度快（尤其對(duì)低透氧量材料）、載氣濕度可控、測(cè)試范圍廣（從極低至高透氧量）。是目前絕對(duì)法和仲裁法的主流儀器。

2. 壓差法 氣體透過率測(cè)試儀：

• 原理：試樣將測(cè)試腔分隔成高壓腔和低壓腔。高壓腔充入一定壓力的試驗(yàn)氣體（氧氣），低壓腔為已知體積的真空腔或接近常壓腔（充載氣）。氧氣在壓差驅(qū)動(dòng)下滲透過試樣，引起低壓腔壓力升高（體積恒定）或體積變化（壓力恒定）。通過精密傳感器監(jiān)測(cè)低壓腔的壓力或體積變化速率，計(jì)算氣體透過率。
• 特點(diǎn)：可用于測(cè)試多種氣體（O₂, N₂, CO₂等），對(duì)試樣形狀要求相對(duì)寬松（薄膜、片材、容器、瓶蓋等）。測(cè)試高透氧量材料速度較快。但測(cè)試低透氧量材料時(shí)精度和速度通常低于庫侖法，且測(cè)試結(jié)果可能受溫濕度控制精度影響稍大。

現(xiàn)代儀器共性：配備高精度溫濕度控制系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集分析軟件，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試和結(jié)果處理。

主要檢測(cè)方法

透氧量檢測(cè)遵循標(biāo)準(zhǔn)化的流程：

1. 樣品制備：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求裁剪或制成規(guī)定尺寸和形狀的試樣（薄膜、片材等）。對(duì)于容器或包裝件，需要進(jìn)行特殊夾具密封。

2. 預(yù)處理：試樣通常在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境（如23±2°C, 50±5%RH）或特定溫濕度條件下平衡處理一定時(shí)間，以消除加工應(yīng)力和達(dá)到吸濕平衡。

3. 裝樣與密封：將試樣平整、無皺褶、無損傷地安裝在測(cè)試腔體之間，確保氣密性良好。

4. 設(shè)定測(cè)試條件：設(shè)定測(cè)試溫度（通常23°C或特定溫度）、相對(duì)濕度（如0%RH, 50%RH, 90%RH 或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)/需求特定）、測(cè)試腔氣體壓力（壓差法）、載氣流速（庫侖法）等參數(shù)。

5. 測(cè)試執(zhí)行：啟動(dòng)儀器測(cè)試程序。對(duì)于庫侖法，儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電解電流并計(jì)算透過率；對(duì)于壓差法，儀器監(jiān)測(cè)低壓腔壓力或體積變化速率。

6. 數(shù)據(jù)采集與計(jì)算：儀器自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，待系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)（透過率達(dá)到穩(wěn)定值）后，計(jì)算并輸出OTR值（或PO₂, P_O2值）。通常需要測(cè)試多個(gè)平行試樣求取平均值。

7. 結(jié)果報(bào)告：報(bào)告需清晰標(biāo)明測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試條件（溫度、濕度、測(cè)試氣體壓力）、測(cè)試結(jié)果（OTR/PO₂/P_O2，注明單位）以及試樣信息（材質(zhì)、厚度等）。

重要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

透氧量檢測(cè)有嚴(yán)格的國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確保測(cè)試結(jié)果的可比性和準(zhǔn)確性。常用標(biāo)準(zhǔn)包括：

國際標(biāo)準(zhǔn)： * ASTM D3985 Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor (庫侖法測(cè)塑料薄膜和薄片氧氣透過率 - 最廣泛使用的國際標(biāo)準(zhǔn)之一) * ISO 15105-1 Plastics -- Film and sheeting -- Determination of gas-transmission rate -- Part 1: Differential-pressure methods (壓差法測(cè)塑料薄膜和薄片氣體透過率 - 通用方法) * ISO 15105-2 Plastics -- Film and sheeting -- Determination of gas-transmission rate -- Part 2: Equal-pressure method (等壓法/庫侖法測(cè)塑料薄膜和薄片氣體透過率) * ISO 2556 Plastics -- Determination of the gas transmission rate of films and thin sheets under atmospheric pressure -- Manometric method (大氣壓條件下塑料薄膜和薄片氣體透過率的測(cè)定 測(cè)壓法 - 一種壓差法) * ASTM F2622 Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using Various Sensors (使用不同傳感器的庫侖法 - 擴(kuò)展了傳感器的選擇) * ASTM F1927 Standard Test Method for Determination of Oxygen Gas Transmission Rate, Permeability and Permeance at Controlled Relative Humidity Through Barrier Materials Using a Coulometric Sensor (控制濕度下庫侖法測(cè)阻隔材料OTR、滲透系數(shù)和滲透量 - 強(qiáng)調(diào)濕度控制) * ISO 14663-2 Plastics -- Ethylene/vinyl alcohol (EVOH) copolymer moulding and extrusion materials -- Part 2: Preparation of test specimens and determination of properties (對(duì)EVOH等高阻隔材料有具體規(guī)定)

中國國家標(biāo)準(zhǔn)： * GB/T 19789 包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗(yàn) 庫侖計(jì)檢測(cè)法 (等效采用ASTM D3985) * GB/T 1038 塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗(yàn)方法 壓差法 (等效采用ISO 2556) * GB/T 31354 包裝件和容器氧氣透過性試驗(yàn)方法 庫侖計(jì)檢測(cè)法 (用于容器和包裝件) * YBB 00082003 氣體透過量測(cè)定法 (中國藥包材標(biāo)準(zhǔn) - 庫侖法)

檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)證書

CMA認(rèn)證

檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定證書

證書編號(hào)：241520345370

有效期至：2030年4月15日

CNAS認(rèn)可

實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可證書

證書編號(hào)：CNAS L22006

有效期至：2030年12月1日

ISO認(rèn)證

質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書

證書編號(hào)：ISO9001-2024001

有效期至：2027年12月31日