阻隔性(xing)功(gong)能材料的透(tou)氣性(xing)原理(li)及(ji)影響(xiang)因(yin)素(su)

    近幾年(nian)隨著(zhe)食品(pin)安全(quan)工(gong)程(cheng)的推(tui)廣(guang)逐(zhu)漸(jian)被大家所認知(zhi)和(he)接受，阻(zu)隔性(xing)功(gong)能材料是(shi)目前食品(pin)藥(yao)品(pin)包裝中(zhong)常用(yong)的(de)功(gong)能性(xing)包裝材料，選擇(ze)具(ju)有阻隔(ge)性(xing)功(gong)能的包裝材料可(ke)以使(shi)內(nei)容物(wu)獲(huo)得更(geng)好的(de)保(bao)存效(xiao)果(guo)以及(ji)更(geng)長(chang)的保(bao)值(zhi)期(qi)。阻(zu)隔(ge)性(xing)檢測是(shi)隨著(zhe)阻隔(ge)性(xing)功(gong)能材料的廣(guang)泛應(ying)用(yong)而獲(huo)得推(tui)廣(guang)的(de)壹項檢測項目(mu)。

     塑料膜(mo)透(tou)氣性(xing)能的測試通(tong)常利(li)用(yong)氣體(ti)透(tou)過(guo)率測試儀。山(shan)東普(pu)創(chuang)生(sheng)產(chan)的GTR-V1/GTR-V3壓差(cha)法氣體(ti)透(tou)過(guo)率測定(ding)儀(yi)就(jiu)能很(hen)好(hao)的(de)起到(dao)檢測效(xiao)果(guo)。包裝材料主(zhu)要(yao)的(de)透氣性(xing)原理(li)及(ji)影響(xiang)氣體(ti)滲(shen)透的(de)幾點因(yin)素(su)來認識(shi)。

檢測儀器：GTR-V1/GTR-V3氣體(ti)透(tou)過(guo)率測試儀

壓差(cha)法氣體(ti)透(tou)過(guo)率測定(ding)儀(yi)原理(li)：

氣體(ti)透(tou)過(guo)量(liang)。在(zai)壹個(ge)大氣壓差(cha)下，每(mei)平(ping)方米(mi)透(tou)過面(mian)積，24h透(tou)過(guo)的(de)氣體(ti)量(liang)(標(biao)準(zhun)狀況下(xia))。

透氣系數。在(zai)單(dan)位(wei)時間(jian)內，單位(wei)壓差(cha)下，透(tou)過單位面(mian)積、單(dan)位(wei)厚(hou)度(du)薄膜(mo)的(de)透(tou)氣量(liang)(標(biao)準(zhun)狀況下(xia))。

氣體(ti)對(dui)薄膜(mo)的(de)透(tou)過(guo)是(shi)壹個(ge)單分子(zi)擴(kuo)散(san)過(guo)程(cheng)，屬(shu)於質(zhi)量(liang)傳(chuan)遞(di)過程(cheng)。共(gong)包括三(san)個步驟，當(dang)在(zai)薄膜(mo)兩(liang)側(ce)存在(zai)著(zhe)濃(nong)度(du)不同(tong)的某(mou)種氣體(ti)時，氣體(ti)首先溶解於薄膜(mo)之(zhi)中(zhong)，由(you)於固(gu)體(ti)薄膜(mo)都(dou)有分子(zi)間(jian)隙(xi)及(ji)分子(zi)內(nei)空(kong)隙(xi)，氣體(ti)在(zai)這(zhe)些間(jian)隙(xi)中(zhong)由(you)高濃(nong)度(du)向(xiang)低濃(nong)度(du)進行擴(kuo)散(san)，最(zui)後在(zai)膜(mo)的(de)另(ling)壹面(mian)向(xiang)外蒸發。氣體(ti)對(dui)薄膜(mo)的(de)滲(shen)透就(jiu)是(shi)由(you)無數個單(dan)分子(zi)對(dui)薄膜(mo)的(de)滲(shen)透構(gou)成(cheng)的(de)。

不同(tong)的氣體(ti)(例(li)如:氧氣、氮(dan)氣、二(er)氧化碳(tan)等(deng))對(dui)同(tong)壹種包裝材料的透(tou)氣系數是(shi)不同(tong)的。在(zai)食(shi)品(pin)包裝中(zhong)，主(zhu)要(yao)研(yan)究的(de)是(shi)氧氣對(dui)包裝材料的透(tou)過(guo)性(xing)能，即包裝材料的透(tou)氧性(xing)能。

影響(xiang)氣體(ti)滲(shen)透性(xing)的因(yin)素(su)有以下(xia)幾點：

①分子(zi)鏈(lian)的(de)極(ji)性(xing)。在(zai)高(gao)聚(ju)物(wu)材料中(zhong)，非極性(xing)材料有聚乙(yi)烯(xi)、聚丙烯(xi)、聚丁(ding)二(er)、聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)等(deng);弱極(ji)性(xing)的有聚苯(ben)乙(yi)烯(xi)、聚異丁(ding)烯(xi)、天然(ran)橡膠(jiao)等(deng);極性(xing)聚合(he)物(wu)有聚氯(lv)乙(yi)烯(xi)、尼龍(long)、聚(ju)甲(jia)基丙(bing)烯(xi)酸(suan)甲(jia)酯(zhi)等(deng);強極(ji)性(xing)的有酚醛(quan)樹(shu)脂、聚酯(zhi)等(deng)。極性(xing)分子(zi)的(de)相(xiang)互力(li)大，內(nei)聚(ju)能密度(du)高，阻隔(ge)性(xing)好，擴散(san)系數低。

②分子(zi)鏈(lian)的(de)剛(gang)性(xing)和側基。分子(zi)鏈(lian)剛(gang)性(xing)大、主(zhu)鏈不靈(ling)活(huo)的材料玻(bo)璃(li)化溫(wen)度(du)高的材料氣體(ti)透(tou)過(guo)率較(jiao)低。分子(zi)鏈(lian)側(ce)基不(bu)對(dui)稱(cheng)，高(gao)聚物(wu)自由(you)空間(jian)大，透(tou)過(guo)率就相(xiang)對(dui)較(jiao)高。

③結(jie)晶(jing)度(du)。結(jie)晶(jing)度(du)高，分子(zi)鏈(lian)排(pai)列愈緊(jin)密，氣體(ti)透(tou)過(guo)結(jie)晶(jing)性(xing)物質比透過(guo)無定(ding)性(xing)物質需(xu)要(yao)更(geng)多的(de)擴散(san)活(huo)化(hua)能，因(yin)而阻隔(ge)性(xing)更(geng)好。壹方面(mian)結(jie)晶(jing)性(xing)高聚物的透(tou)過率(lv)低(di)於無(wu)定(ding)型高聚物，另(ling)壹方面(mian)，同(tong)壹種高(gao)聚(ju)物(wu)中(zhong)結(jie)晶(jing)度(du)高的優(you)於結(jie)晶(jing)度(du)低的

④高(gao)聚(ju)物(wu)的密度(du)。與結(jie)晶(jing)度(du)相似，高(gao)聚(ju)物(wu)密度(du)高、阻隔(ge)性(xing)好、滲(shen)透率(lv)低(di)。

⑤取(qu)向(xiang)度(du)。通(tong)過(guo)改(gai)變高(gao)聚物(wu)的拉伸取(qu)向(xiang)可(ke)顯(xian)著(zhu)降低氣體(ti)透(tou)過(guo)率，特別(bie)對(dui)結(jie)晶(jing)高聚物，取(qu)向(xiang)可(ke)使(shi)晶(jing)體按壹定(ding)方向(xiang)重新排(pai)列起來還可(ke)以促進結(jie)晶(jing)，使得滲(shen)透劑(ji)分子(zi)需(xu)經(jing)過更(geng)為曲折(zhe)的(de)路(lu)徑才能透過包裝材料。

⑥濕敏度(du)。有些高聚(ju)物(wu)含(han)有羥基-OHI、酰胺基-CNH-等(deng)，對(dui)水敏感，當(dang)水分子(zi)滲(shen)入，形(xing)成(cheng)氫(qing)鍵，使(shi)高聚物(wu)膨(peng)脹、松(song)弛(chi)，使透氣性(xing)增加(jia)。另(ling)外(wai)壹些含(han)酯(zhi)基壹C-0壹、氯(lv)基乕(乕)C=N的(de)高聚(ju)物(wu)，雖(sui)然(ran)吸水，但(dan)不影響(xiang)阻(zu)隔(ge)性(xing)，因(yin)為(wei)不(bu)取(qu)決於氫(qing)鍵。

⑦溫(wen)度(du)。總體上(shang)，氣體(ti)或(huo)液(ye)體在(zai)高(gao)聚(ju)物(wu)中(zhong)的透(tou)過(guo)率(lv)隨溫度(du)升(sheng)高(gao)而增加(jia)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)，隨著(zhe)環境(jing)溫(wen)度(du)的升(sheng)高(gao)，影響(xiang)塑料薄膜(mo)阻(zu)隔(ge)性(xing)因(yin)素(su)都(dou)會有相應(ying)變化(hua)，聚合(he)物(wu)分子(zi)鍵的(de)剛性(xing)下降，內聚(ju)度(du)下降，自由(you)體積增大。環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)的升(sheng)高(gao)還(hai)會(hui)使經過拉伸取(qu)向(xiang)的聚(ju)合(he)物(wu)分子(zi)鏈(lian)間(jian)的取(qu)向(xiang)能降低。這(zhe)些變化(hua)使(shi)薄膜(mo)的(de)透(tou)過(guo)率(lv)隨著(zhe)環境(jing)溫(wen)度(du)的升(sheng)高(gao)而加大。