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| 摘要 | 特殊溫度下（xià）的阻隔性參數值難以獲得，文中介紹阻隔性參數擬合的概念及相（xiàng）關理論依據（jù），並介紹了MD传媒视频（guāng） VAC-V1 氣體滲（shèn）透儀（yí）在獲得容易實（shí）現的溫度條件（jiàn）下的實驗數據之後，如何通過參數擬合得（dé）出特殊溫度下的（de）數值。 |
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| 關鍵字 | 袋類包裝、鋁塑包裝、塑料複合包（bāo）裝、鍍鋁包裝（zhuāng）,發黴、黴變、漲袋, 結塊、吸潮、潮解, 氧化、酸敗、哈喇味,堆碼破袋、封口開（kāi）裂,漏氣（qì）、癟袋、析漿,滲油,異味（wèi）,蒸煮變形,墨層脫色,科研院校解決方案,檢測機構解決方案,特殊溫度,薄膜透氣性,阻隔性,參數擬合,Arrheninus 方程,氣體滲透儀,滲透量,滲透（tòu）係數 |
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眾所周知溫度對阻（zǔ）隔性測試的影響是十分顯著的，溫度（dù）的波動能夠引起阻隔性能的大幅度變化。要想準確、科學地獲得在某溫度下的阻隔性數據，最（zuì）常規的處理方法就是在該溫度下進行實際測試。但現實中，檢測設備的使用溫度範圍常常不能滿足這種要求（qiú），那麽（me）如何才能準（zhǔn）確、科（kē）學地獲得這些溫度下的（de）阻（zǔ）隔性數據（jù）呢？現在可以采用阻隔性參數（shù）擬合算法來實（shí）現。
1、阻隔性參數擬合
擬合是求解離散數據逼近函數的一（yī）種數學計算方法。阻（zǔ）隔性參數擬合（hé），簡單的說就是通過試驗，獲（huò）得在容易實現的溫度條件下的試驗數據，然後通過擬合算法，求得特（tè）殊（shū）溫度下（xià）的阻隔性參數值的數學計算（suàn）過程。
2、阻隔性參數擬合的理論依據（jù）
無機氣體的滲透係數、擴散係數（shù）、溶解度（dù）係數與溫度的關係均服從 Arrhenius 方程 [1 － 2] ：
式中： P、D、S ——滲透係數、擴散係數、溶解度係數
Po、Do、So ——與氣體－固體配偶（ǒu）有關的（de）常（cháng）數
E P、E D、ΔH ——透過活化（huà）能、擴散活化能、溶解（jiě）熱
R ——摩（mó）爾（ěr）氣體常數， 8.31441J/mol·K
T ——絕對溫度
對於常見無機氣體，溫度升高， P、D、S 增大，溫度波動明顯影響測試結（jié）果。
3、Labthink VAC-V1 的阻隔性參數擬合功能（néng）
Labthink 最新推出的 VAC-V1 氣體滲透儀，具備阻隔性參數擬合的功能。通過（guò）使用 VAC-V1 試驗，獲得可實現溫度範（fàn）圍內 2 組以上不同溫度（dù）的試驗數（shù）據時，使用（yòng）者就可以使用設備自帶的擬合功能輕鬆獲得指定溫度下的氣體滲透量、滲透係數、擴散係數以及溶（róng）解（jiě）係數。實測（cè）試驗數據越多，擬合結果越準確。由於 VAC-V1 具有 5℃～ 50℃的（de）測（cè）試溫度自控溫功能，這就使得對於（yú）阻隔性參數擬合功能的使用更加（jiā）簡（jiǎn）單、方便。
現使用 VAC-V1 進行（háng） 125 μm 厚的 PC 膜的氧氣滲透（tòu）性測（cè）試，在 30℃、35℃、40℃下進行試驗（yàn），得到以下試驗數據（jù）（見表 1）。
表 1. PC 膜測試數據
測試溫度（℃） | O2 滲透量 | O2 滲透（tòu）係數 |
30 | 608.748 | 11.59 |
35 | 700.118 | 13.33 |
40 | 753.23 | 14.34 |
由以上數據擬合得到 45℃的 O2 滲透係數是 16.04 × 10 -11 cm3·cm/m2·s·cmHg，O2 滲透量是 842.85cm3/m2·24h·0.1MPa，實際的測（cè）試結果是 15.79 × 10 -11 cm3·cm/m2·s·cmHg 和 829.729cm3/m2·24h·0.1MPa，預測值與測量值的誤差僅有 1.58％，很理想。當然了（le），擬合功能（néng）對材料是（shì）沒有選擇性（xìng）的，對於其它薄膜，使（shǐ）用原（yuán）理都一樣。
VAC-V1 還能將某段溫度範圍內的擬合值導入 Excel 文件，方便使用者對於一係列數據（jù）進行分析（xī）處理。現將由 3 組試驗數據擬（nǐ）合得到的－100℃ ～ 120℃（173 ～ 393K）的 PC 膜氧氣透過（guò）量（以透過（guò）量為例）導（dǎo）入 Excel 並作（zuò）圖，可得圖 1。另外，設備還可以對極限溫度以內的所有溫度點進行擬合統計（jì），使用者可以很容易地了解到在整個溫度範圍內阻隔性參（cān）數隨（suí）溫度的變化趨勢。
圖 1. PC 膜氧氣滲透量（liàng）與溫（wēn）度（dù）的曲線
4、聚（jù）合物玻璃態轉化溫度
非結晶體聚合物存在兩種形態，其一為玻璃態，此間分子運動很受（shòu）限製，就像凍結於體係中；另一為橡膠態，這時分子可作長（zhǎng）距（jù）離的運動，而不（bú）存在永久性的孔隙。這種由常溫“玻璃態”轉變成物性（xìng）明顯不同的（de）高溫“橡膠態”的過程中狹窄的溫變（biàn）過度區域被稱為“玻璃態轉化（huà）溫度”（Tg）。當 T>Tg 時，聚合物的結構會發生蠕變而受到破（pò）壞，因此（cǐ）在 Tg 上下，擴散分（fèn）子運動情況不同，阻隔係數 ~1/T 曲線走勢在 Tg 附近出現了明顯的轉折。
5、展望
對於常見無機氣體的滲透， VAC-V1 的擬合功能是獲得特殊溫度下 P、D、S 值的有（yǒu）效途（tú）徑。隨著科技的發展，可用於得到特殊（shū）溫度下 P、D、S 值的方法會逐漸增多，理論上的一些經驗公式也會得到（dào）進一步的修正，同時測（cè）試技術的升級也能（néng）提供更加（jiā）寬廣的測試環境溫度，這些都為獲（huò）得（dé）特殊溫度下的非標試驗阻隔性參數提供了更多的有利條（tiáo）件。
