图1. 塑料瓶、桶的典型固定方式
Labthink TOY-C1提供了一种方法来实现100%氧气浓度的测试环境(图2),操作简单,重复使用性好。这种装夹结构的最大优点是利用特殊设计轻松实现了包装物两侧的气流循环,而且无需管路支持循环,管路的接头少了,也就减少了设备出现泄漏的可能性。相对于标准中给出的胶封结构(参见图1),它不需要对进气管和出气管进行胶封,因此简化了整套包装物装夹附件的安装和拆卸。
图2. TOY-C1包装容器固定方式示意图
5.2 测试过程
准备设备…然后整夜用干燥载气流缓慢干燥系统(绕开传感器)。…完成包装物附加装置的装夹。…吹洗整个系统。开启50~60mL/min的氮气流净化包装物内的空气,净化时间取决于包装物的体积。…降低氮气流速至5~15mL/min并保持30min(绕开传感器)。…将氮气流引入传感器。…当传感器的连续输出值开始稳定不变时,操作者就可以记下这个值了,这个值就是Ee(包装物)。…再次绕开传感器。移走包装物,并在载气装置间插入一个不锈钢材质的“高阻隔包装物”回路。10~15min后,再将载气流引入传感器。保持这种配置30min,或是当传感器的输出电流减小并稳定在一个较低的值上后,就可以把这个值作为Eo(包装物)记录下来。…将设备置于备用状态。)在整个试验过程中,载气流的流速是否合适是至关重要的,必须按照标准精确调节。
5.3 其它注意事项
首先,采用的氧气传感器是消耗型传感器,当传感器的输出信号出现了明显的衰减且无法通过标定系统来弥补时就需要更换传感器。Back diffusion of air into the unit is undesirable.(最好不要出现空气反向渗透进入系统的情况。)这是因为空气中约21%的氧气浓度会使传感器损耗较大,因此在不使用传感器时最好在其内部始终保持有一低流速的氮气流。
其次,进行低阻隔性包装物的检测时可适当降低混合测试气体中的氧气含量。当测试阻隔性差的包装物时,载气流中的氧气含量就会很高,这容易引起传感器的饱和。解决这个问题的一条有效途径是将包装物放置在一种混合测试气体中,其中的氧气浓度比空气中的氧气浓度都要低。可以利用测试气体中的氧气分压值进行之后的测试结果换算。)这需要在包装物外面加套塑料袋来保证袋内的氧含量,而且塑料袋的阻隔性要很好,否则由于塑料袋两侧(一侧为空气,另一侧为混合气体)存在氧气浓度差,也会增加袋内的氧气含量,这对于控制测试气体中的氧气含量是不利的,更不利于得出客观准确的试验结果。
再次,需要控制环境温度。多数塑料的氧气透过率每摄氏度能变化3~9%。由于包装物测试附加装置并没有提供控温功能,因此从试验数据上来看把设备放在没有温漂的恒温环境中更有利于数据的再现性。
6 总结
ASTM F 1307是目前用于检测包装物透氧性的标准方法。它采用传感器法测试原理;测试结果以包装物为单位,方便对包装物进行整体评价;Reference Package(参考包装物)标定系统得校正因子Q,是测试的重要步骤之一;试样装夹过程繁杂,但是装夹的效果却直接影响到试验结果, Labthink TOY-C1提供的试样装夹方式是解决这个问题的有效方法之一。