等压法和压差法的透氧测试方法比较

目前在国际上，常用于检测包装材料阻氧性能的透氧测试方法有两种：等压法和压差法，这两种方法是根据测试时，被测样品两侧的气压状况来区分的。现行的ISO15105中的方法一是压差法，方法二是等压法；而我国现行的透氧标准GB1038制定于1988年，只规定了压差法，至今仍未将等压法修订补充入标准。

压差法的试验原理：先在样品膜的两侧抽真空，然后在样品一侧输入氧气达到一个大气压，从而在样品的两侧形成一个大气压的压力差。随着氧气的逐渐透过，检测出低压室的压力增量速度，就可以计算出样品的透氧速率。压差法的测试原理相对简单，只需要对气压进行精确的测量，而且可以测试材料对多种气体的阻隔性。但是压差法在其准确性及应用方面，仍有较大的局限性，因为：

1．在测试时，需要在样品的两侧形成一个大气压的压差，这个压差的存在会破坏材料本身的性能结构，如产生裂纹、加大针孔、材料变薄、透气面积变大，这些改变会影响测试的准确性。当包装材料应用于食品或药品包装时，是不会经受这个压差的。

2．进口的压差法设备的测试范围只能达到0.5 cc/m2day，再小的透过率数据是不能保证精度的。而目前镀铝膜等高阻隔包装材料的透氧率已经可以达到0.1 ~0.2cc/m2day左右，铝箔复合膜则更低，所以压差法已经不能适用于这些材料的检测了。

3．压差法设备不能测试完整的包装件，只能测试膜材。有时，材料本身的透氧率不存在问题，而软包装的封边、瓶盖的密封等因素，都会严重地影响完整包装的透氧率。

4．压差法设备不能控制测试湿度。不能检验一些亲水性材料（如尼龙、EVOH）在高湿环境下的透氧率突变情况。

5．测试的重复性较差，台间差也会达到15~20%以上。只能用原厂的标准膜进行验证，但是由于国内外都没有溯源标准膜的供应，所以不同生产商的设备之间没有一个统一的参考值。

6．测试效率并不高，由于在测试开始时需要在测试腔内抽真空，对于高阻隔材料，厂方推荐的抽真空时间会长达10~15小时以上；有时由于操作手法不当，就连进口设备也很难避免会抽真空失败，国产设备的抽真空技术就更不过关了。

等压法的测试原理：在样品膜的两侧分别通入连续流动的氧气和氮气，样品两侧的大气压相等，利用氧气在样品膜两边的恒定浓度差而引起渗透，氮气将透过的氧气全部运送到传感器上，其传感器必须采用库仑电量法传感器，这是一种符合法拉第定律的值传感器，渗透过来的氧气经过传感器时，传感器就会释放出4倍的电子，根据电流的大小就能检测出通过传感器的氧分子数量。和压差法相比，等压法是一个更精确、*的测试方法，因为：

1．测试时，样品膜两侧的气压相同，不会破坏材料本身的性能结构，更接近于包装材料真实使用的环境。

2．等压法设备的测试范围能达到0.005 cc/m2day，足以准确地检测这些高阻隔材料。

3．可以测试完整的包装件或瓶，只需要加装很小的附件。

4．测试腔的湿度可以控制在0%，或者35%~90%之间，而且湿度传感器放置在样品旁，真实反映样品处的湿度，能够对亲水性材料进行准确的湿度环境下透氧率测试。

5．测试重复性很好，一般只有±1%或者±0.05 cc/m2day，而且可以利用追溯美国标准研究院NIST的标准膜来验证设备，使得台间差也只有2~3%，不同实验室的测试结果能够有很好的比对性。

6．测试效率高，由于不需要抽真空，一般阻隔样品只需要一个白天就能完成，高阻隔材料也只需要最多1~2天时间。