摘要 本文(wén)通過對標準物質的分類、要求以及NIST對薄膜標準物質的介紹,對(duì)透氣性測試標定參考膜(mó)的(de)來源、要求以及應用進行綜合介(jiè)紹。
關鍵字 等壓法,標定,參考膜(mó),標準物(wù)質
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  標定必須采用標準物質或者標準量具,因此包裝(zhuāng)材料的阻隔設備的標定(dìng)曾(céng)經一度是困擾該項檢測發展的一個因素,如今阻隔性檢測的標定方(fāng)法(fǎ)已經非常明(míng)朗,可使用參考膜、標準氣體標定或者使用壓力計、標準砝碼等標準量具標定。
參(cān)考膜(Reference Material)是一(yī)種已知透氣(qì)量等阻隔性參數的(de)薄膜,而且(qiě)能通過一係列的檢測保證在(zài)一定時期內其阻隔性能不會出現(xiàn)迅速的變化並(bìng)且材料自身性能穩定。參考膜是阻隔性檢測中所特(tè)有的一種標定用(yòng)標準物質,在其他領域中很少應用。本文將從參考膜(mó)的用(yòng)途、選擇條(tiáo)件以(yǐ)及實際(jì)使用(yòng)幾方麵對這一新型的(de)標準物質進行綜合介(jiè)紹。
1.參考膜的作用
  首(shǒu)先,統一測試數據(jù)體係,使不同方法間的測試數(shù)據具有可(kě)比性可以說是參考膜應用的根本需要。眾所周知,在阻隔性檢(jiǎn)測中,每一項阻隔性測試指標都有不止一種檢(jiǎn)測方法。例如(rú),透氣性檢測有壓差法和等(děng)壓法,透濕性檢測(cè)有稱重法、紅外法、電解法等。尤其是對於材料的透氣性檢測,在檢測環(huán)境以及檢測原理上壓差(chà)法與等壓法都存在著(zhe)非常明顯的不同(tóng),這種差異直(zhí)接影響到兩種方法的測試數(shù)據(jù),因(yīn)此不同測(cè)試方法(fǎ)之間的測試數據比對存在障礙,而通過參考膜能夠統一各(gè)種方(fāng)法的(de)測(cè)試數據,增強測試方法間的數據可比性。
  其次,判斷設備(bèi)元器件的工作狀態、標定設備數(shù)據體係(xì)、延長等壓法傳感器的有效使(shǐ)用時間是參考膜更廣泛的應用需要。如等壓法中采用的氧(yǎng)傳(chuán)感器會隨著使用時間的延長而出現損耗,僅僅依靠操作人員的經驗判定傳感器的損(sǔn)耗情況太過主觀因而並不(bú)可取。使用參(cān)考膜進行測試並將測試結果與標準值(zhí)進行比對就可以輕(qīng)鬆實現設備工作狀態的判定,在實際應用(yòng)中(zhōng)獲得了廣泛的好評。而(ér)且(qiě)當等壓法設備的(de)氧(yǎng)傳感(gǎn)器損(sǔn)耗達到一定程度並對測試數據產生明顯影響時,利用參考膜的標準值還可以起到標定設備數據體係(xì)、延長傳感器有效使用(yòng)時間的作用(yòng)。
2.參考(kǎo)膜的選擇條件
  由(yóu)於薄(báo)膜在製造過程中工序比較複雜,因此影響參(cān)考膜阻隔性(xìng)參數穩定性的因素也比較(jiào)多。綜合起來,標準物質機構需要對薄膜的物理性能穩定性、測試數據重複性、以及有效保存時間等幾個方麵進行係統檢測,隻有各個方麵都達(dá)到要求,才能(néng)正式(shì)作(zuò)為參考膜(mó)用於阻隔(gé)性設備的測試穩定性判定以及數據(jù)校(xiào)正。
  通過資料證實,等壓法透氧性測試標準ASTM D 3985中要求采用的標定用標準物質是美國國家標準技(jì)術協會(NIST)發(fā)行的SRM 1470: POLYESTER FILM FOR OXYGEN GAS TRANSMISSION MEASUREMENTS(用於氧氣透過(guò)測試的(de)聚酯薄膜)。
3.參考膜介紹
3.1 SRM 1470
  由美國國家標準技術協(xié)會(NIST)發行SRM1470選用了厚度為23μm的PET薄膜。這種材料可以(yǐ)保持穩定的O2GTR 值,在1個(gè)大氣壓的壓差下試驗得到的試驗結果(guǒ)是63.8cm3(STP)/(m2·d·atm) ,測試數據采用由計算機控製的壓差法滲(shèn)透(tòu)測試裝置來獲得。
  NIST官方網站(zhàn)中對於SRM 1470的用途(tú)有如下描述:已確定的氮氣、氧氣、二氧化碳以及氦氣的滲透數值,與采用常(cháng)規技術包括壓差法、體積法(fǎ)和庫侖法而獲得的檢測(cè)數據進行比較,SRM標準(zhǔn)參考材料用於統一、標(biāo)準化壓差法、體(tǐ)積法、庫侖(lún)法等各種薄膜(mó)氣體透過率測試方法的用途。
3.2 Labthink PC薄膜
  Labthink PC薄膜選用厚度為125μm的聚碳(tàn)酸酯薄(báo)膜。在標準試驗條件(1個大氣壓的測試壓差,23℃)下的(de)透氧量是(shì)430.206 cm3/m2·24h·0.1MPa。長期試驗驗(yàn)證該材料可以保持穩定的阻隔性能。
      MD传媒视频阻(zǔ)隔性實驗室(shì)已(yǐ)經對該材料進(jìn)行長達(dá)兩年的測試以(yǐ)考察材料性能的穩定性,部分試驗數據如下表:
試驗時間
試驗次數
測試溫度
(℃)
平均(jun1)透氧量測試數(shù)據(cm3/m2·24h·0.1MPa)
2005-7-6~8
3
40
635.512
2005-7-14~16
3
40
624.805
2005-7-25~27
3
40
635.463
2005-8-11~12
3
40
632.385
2005-11-18~22
3
40
617.000
  此組(zǔ)試驗中采用的PC薄膜均是(shì)取自同一批材料。測試數據顯示該材料的阻隔性能隨儲存時間的延長並沒有出現變化,而且通過其他方麵的力學檢測可知,該材料具有很好(hǎo)的物理性能穩定性。在2006年以及2007年,蘭(lán)光阻(zǔ)隔性實(shí)驗室還對該材(cái)料進行了不同溫度(10℃~50℃)、不同測試壓力差(0.03 MPa~0.15MPa)等條件下的檢測,測試數據穩定性(xìng)以及重(chóng)複性(xìng)都非常好。
4.總結
  對(duì)於透氣性測試來講,壓差法與等壓(yā)法(fǎ)之間測試數據的不一致以及等壓法氧傳感器在(zài)使用過程中出現的損耗都促(cù)使標(biāo)定成為決定測試數據準確性的首要因素。薄膜是參考膜標定中采(cǎi)用的標準物質,隻有選擇穩定有效的參(cān)考膜,才能獲得有效的標(biāo)定數(shù)據。
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