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摘要：植物纖維包裝容器的阻隔性能是其功能性的核心指標(biāo)，直接影響包裝對內(nèi)容物的保護(hù)能力。阻隔性能主要包括對水分、氣體（如氧氣）、油脂、異味等的阻隔能力。本文以我司的水蒸氣透過率測定儀和氧氣透過率測定儀對植物纖維紙瓶子進(jìn)行水蒸氣和氧氣的阻隔性能測試，介紹了植物纖維包裝容器水蒸氣和氧氣透過率的測試方法，并對測試原理、儀器設(shè)備、測試過程、測試結(jié)果等內(nèi)容進(jìn)行了描述，有效評價了植物纖維紙瓶子的水蒸氣和氧氣阻隔性能。
植物纖維包裝容器是一種環(huán)保型包裝材料，主要由天然植物纖維制成，如竹纖維、甘蔗渣、麥秸、稻草等。這類容器具有可降解、可再生、低碳環(huán)保等特點，廣泛應(yīng)用于食品、飲料、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的包裝。它們通常用于取代傳統(tǒng)的塑料袋、泡沫、紙張等包裝材料，減少對環(huán)境的損害。植物包裝材料可以回收利用，或者在被丟棄后自然降解，不會對環(huán)境造成負(fù)面影響。
然而，植物纖維材料的多孔性導(dǎo)致其天然阻隔性能較弱，未經(jīng)處理的植物纖維容器對水分的阻隔能力較差，容易吸濕變形。氧氣阻隔性能對于食品保鮮至關(guān)重要。植物纖維本身對氧氣的阻隔能力較弱，可能導(dǎo)致食品氧化變質(zhì)，需通過涂層、復(fù)合等技術(shù)進(jìn)行提升。隨著技術(shù)的進(jìn)步，植物纖維包裝容器將在保持環(huán)保特性的同時，實現(xiàn)更優(yōu)異的阻隔性能，滿足更多應(yīng)用場景的需求。
一、測試方法
目前包裝件水蒸氣透過率和氧氣透過率測試均有相應(yīng)的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，包裝件水蒸氣透過率測試標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 31355-2014 《包裝件和容器水蒸氣透過性測試方法 紅外傳感器法》，包裝件氧氣透過率測試標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 31354-2014《包裝件和容器氧氣透過性測試方法 庫侖計檢測法》，本次測試參照著兩個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
二、測試儀器
本次植物纖維紙瓶子水蒸氣透過率測試采用由廣州標(biāo)際包裝設(shè)備有限公司自主研發(fā)的W401 2.0 紅外法水蒸氣透過率測定儀+我司包裝件測試平臺進(jìn)行，測試條件為溫度38℃，測試濕度90%。纖維紙瓶子氧氣透過率測試采用由廣州標(biāo)際包裝設(shè)備有限公司自主研發(fā)的Y110 2.0 庫倫電量法氧氣透過率測定儀進(jìn)行，測試條件為溫度23℃，測試濕度0%。
W401 2.0 紅外法水蒸氣透過率測定儀+包裝件測試平臺
W401 2.0水蒸氣透過率測定儀基于紅外法水分傳感器的測試原理，采用大空間的外置包裝件測試腔，可設(shè)置恒定的溫度和濕度的條件，為高、中、低阻隔材料的提供寬量程、高效率的水蒸氣透過率（量）測試。適用于 BOMO 托盤、瓶子、杯子、軟包裝、軟木塞、瓶蓋等樣品的水蒸氣滲透測試。本設(shè)備可按照客戶需求定制多種測試支架，適用于不同的包裝件測試。
Y110 2.0 庫倫電量法氧氣透過率測定儀
Y110 2.0庫倫電量法氧氣透過率測定儀基于庫侖電量法氧氣傳感器的測試原理，參照GB/T 19789、ASTM D3985等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造。采用高精度進(jìn)口氧氣傳感器，測試精度高。適用于食品、藥品、醫(yī)療器械、日用化學(xué)、光伏電子等領(lǐng)域的薄膜、片材、紙張、包裝件及相關(guān)材料的氧氣透過性能測試。對于包裝件而言，定制夾具，將包裝件的開口密封。向包裝件內(nèi)通入氮氣載氣，包裝件外側(cè)則置于已知氧氣濃度的環(huán)境中(如氧氣濃度為 20.8%的大氣中或氧氣濃度為 100%的密封環(huán)境中)。透過包裝件壁的氧氣被流動的氮氣攜帶至庫倫電量傳感器，通過對傳感器測量到的氧氣濃度進(jìn)行分析，從而計算出氧氣透過率。
三、測試樣品
植物纖維紙瓶子
四、樣品狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗環(huán)境
按照GB/T 31354-2014、GB/T 31355-2014的規(guī)定，實驗室環(huán)境條件為溫度23±2℃，相對濕度為50±10%。在測試條件下，進(jìn)行試樣狀態(tài)調(diào)整，時間為48h以上。
五、測試過程
5.1 水蒸氣透過率測試
(1）將待測試的植物纖維紙瓶子用密封脂安裝在夾具上，固定好后，將夾具及樣品放入包裝件測試平臺內(nèi)，與主機(jī)設(shè)備連接。
(2）設(shè)置參數(shù)：選擇包裝件測試模式，設(shè)置測試溫度、濕度等參數(shù)，填寫測試樣品名稱、檢測標(biāo)準(zhǔn)等實驗信息。
(3）開始進(jìn)行測試，儀器一鍵啟動，自動進(jìn)行測試。
(4）試驗結(jié)束后，儀器自動計算并顯示試驗結(jié)果。
5.2 氧氣透過率測試
(1）將待測試的植物纖維紙瓶子用密封脂安裝在夾具上，固定好后，將夾具與主機(jī)連接。完成后，蓋上夾具的外蓋，并擰緊。
(2）設(shè)置參數(shù)：選擇包裝件測試模式，設(shè)置測試溫度、濕度等參數(shù)，填寫測試樣品名稱、檢測標(biāo)準(zhǔn)等實驗信息。
(3）開始進(jìn)行測試，儀器一鍵啟動，自動進(jìn)行測試。
(4）試驗結(jié)束后，儀器自動計算并顯示試驗結(jié)果。
六、測試結(jié)果與分析
本次測試的植物纖維紙瓶子的水蒸氣透過率為0.6261 g/(pkg.24h)，氧氣透過率為7.5721 cm3/(pkg.24h)。該結(jié)果是以植物纖維紙瓶子整體作為測試對象，相對于紙張片材，更客觀有效地評價了植物纖維瓶子的水蒸氣和氧氣的阻隔性能，為相關(guān)企業(yè)科學(xué)評價材料性能，指導(dǎo)、優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供參考。
