摘要：蛋白膜是一種綠色環保的包裝材料，在倡導環境保護的形式下，具有廣闊的發展空間。本文以某小麥蛋白膜樣品為例，利用Labthink蘭光OX2/230氧氣透過率測試系統對其氧氣透過率進行測試，克服了蛋白膜易碎的特點，并通過對測試原理、設備參數及適用范圍、測試過程等內容的簡單介紹，為蛋白膜類樣品阻氧性能的測試提供一種切實可行的方法。
關鍵詞：氧氣透過率,氧氣透過測試系統,阻氧性能,蛋白膜,溫度,濕度
1、意義
蛋白膜，顧名思義，是以動物分離蛋白或植物分離蛋白為主要原料，并加入增塑劑、交聯劑等添加劑制成，常見的蛋白膜有乳清蛋白膜、小麥面筋蛋白膜、大豆分離蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜、花生分離蛋白膜等，根據蛋白膜的類型及應用領域不同，成膜方式包括澆鑄成膜、涂布或噴霧成膜、擠壓成膜等。蛋白膜是一種可食用、可降解的薄膜，用于產品包裝，尤其是食品包裝，可有效解決塑料包裝帶來的食品安全隱患，并減輕塑料包裝廢棄物對環境造成的負擔，因此，蛋白膜材料的應用與研發已成為一大研究熱點，鑒于氧氣是食品出現氧化變質、發霉等質量問題的誘因之一，阻氧性能是蛋白膜作為食品包裝不能忽視的重要考究性能。由于自身結構的特點，蛋白膜通常對濕度比較敏感，所處環境濕度較低時，易失水而碎裂，濕度較高時，則易吸水而粘連，故而在氧氣透過率的測試過程中試驗條件的控制尤為重要。
2、檢測樣品
本次測試以某企業研制的小麥蛋白膜為檢測樣品。
3、檢測依據
目前，氧氣透過率的測試方法有等壓法、壓差法兩種，為了防止試樣因兩側所受壓力不等而被破壞，本次檢測采用等壓法，對應的標準為GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗 庫倫計檢測法》。
4、檢測設備
本次檢測所采用的試驗設備為OX2/230氧氣透過率測試系統，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。
4.1 試驗原理
等壓法，又稱為庫侖計檢測法，前者描述的是試樣兩側的氣體壓力情況，后者說明了所采用的檢測方法。試驗時，將試樣裝夾于試驗氣體腔與測試腔之間，試驗氣體腔內流動的是高純氧氣，測試腔內流動的載氣為等壓力的高純氮氣，根據氣體擴散原理，氧氣會在濃度差的作用下，由試驗氣體腔通過試樣滲透到測試腔，并被氮氣攜帶至庫侖計傳感器處進行氧氣濃度的分析，從而得到試樣的氧氣透過率等參數。
4.2 設備參數
l 薄膜類試樣的測試范圍為0.01~6500cm3/(m2·d)，分辨率為0.001cm3/(m2·d)，容器類試樣的測試范圍為0.0001~60cm3/(pkg·d)，分辨率為0.00001 cm3/(pkg·d)。
l 可同時測試3個相同或不同的試樣，系統最多可支持10臺儀器的并行連接，建立30個試樣同時試驗的高效系統。
l 試驗溫度控制范圍15~55℃，控溫精度為±0.1℃。
l 試驗濕度控制范圍0%RH、35%RH~90%RH，控濕精度為±1%RH。
l 寬范圍、高精度的溫濕度控制范圍，試樣兩側均可加濕，實現試樣在不同溫濕度條件下的測試。
l 壓力補償技術保證了試驗結果的高精度及可重復性。
l 可與水蒸氣透過率測試系統搭配，組成混合測試系統，由一臺計算機統一控制，實現氧氣、水蒸氣透過率同時測試。
l 支持LystemTM實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和試驗報告。
4.3 適用范圍
該設備適用于多種類型樣品氧氣透過率的測試，包括薄膜類，如各種塑料蓋膜、塑料復合薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁塑復合膜等膜狀材料；片材類，各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等；容器類，各種塑料、橡膠、紙、紙塑復合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧氣透過率測試，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬三罐片、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等。可滿足ISO15105-2、GB/T19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB00082003等多項國家和國際標準。
5、試驗過程
(1) 用取樣器從小麥蛋白膜樣品上裁取試樣3片。將裁取的3片試樣分別裝夾在設備的3個滲透池中。
(2) 設置試驗溫度、濕度、試樣名稱、厚度等試驗參數，選擇試驗模式，點擊試驗選項，試驗開始。為了防止樣品在測試過程中碎裂，本次試驗的溫度、濕度分別設定為23℃、60%RH。調節氣體流量，使滲透池內的濕度達到設定值。
(3) 試驗結束后，設備自動顯示三個試樣的測試結果。吹掃管路，關閉設備。
6、試驗結果
本次測試的小麥蛋白膜樣品的3個試樣氧氣透過量分別為7651.3241cm3/(m2·24h)、7670.0569cm3/(m2·24h)、7656.3753cm3/(m2·24h)，該樣品的氧氣透過量取3個測試結果的平均值，為7659.2521 cm3/(m2·24h)。
7、結論
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在蛋白膜氧氣透過率的測試過程中，試驗條件的控制尤為重要，否則很容易發生碎裂，導致試驗失敗。OX2/230氧氣透過率測試系統一次試驗可得到三個測試結果，大大提高了試驗效率，試驗結果的重復性、穩定性好，可以準確的反映出所測試蛋白膜樣品的透氧性能，通過控制試驗條件，試樣在試驗過程中未破損。Labthink蘭光，致力于通過包裝檢測技術提升和實驗室檢測儀器研發幫助客戶應對包裝難題，助力包裝相關產業的品質安全。了解關于更多相關信息，您可以登陸濟南蘭光機電技術有限公司網站查看具體信息或致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。
