优化氧气阻隔性能测试：选择合适的ASTM氧气透过率测试方法
氧气透过率 (OTR) 是衡量材料或包装阻隔氧气性能的关键指标，而氧气会导致变质、氧化并缩短保质期。但目前并没有一种通用的测试方法。选择最合适的 ASTM OTR 测试方法对于获得有意义的结果至关重要，最终也能帮助设计出更可靠的阻隔解决方案。
为什么OTR测试很重要
氧气往往是影响产品保质期的罪魁祸首。在食品、药品和医疗器械领域，氧气渗入会导致氧化、异味、微生物滋生以及敏感活性成分的降解。因此，了解薄膜、片材或整个包装在何种条件下允许多少氧气进入至关重要。可靠的渗透数据有助于研发团队选择合适的材料，工程师优化包装设计，以及质量控制实验室确保产品的一致性和合规性。
方法选择的关键考虑因素
在选择氧气透过率测试方法时，需要权衡几个重要因素：
- 阻隔性能：这种材料是高阻隔薄膜，还是透气性/透湿性较强的材料？
- 形状因素：您测试的是薄膜、软包装袋还是完整的包装（例如带盖子的瓶子）？
- 灵敏度需求：您需要超低氧气检测灵敏度，还是需要测量更高的传输速率？
- 湿度：相对湿度会影响渗透性吗？（许多材料，例如 EVOH 或涂层纸，都对湿度敏感。）
- 周转时间：您需要多快达到平衡状态？您愿意进行多长时间的测试？
- 标准合规性：哪项 ASTM（或同等的 ISO、JIS）标准适用于您的应用？
ASTM 透氧率测试方法——有哪些可用的方法？
以下是目前常用的主要 ASTM 方法及其比较：
1.
ASTM D3985/F1927 这是一种经典的“库仑传感器”方法，自1981年以来一直是行业标准。薄膜（或在ASTM F1927标准中指包装）的一侧暴露在干燥氧气中，另一侧则用干燥氮气吹扫（ASTM F1927标准中气体中含有一定的湿度）。透过薄膜的氧气被输送到库仑（电化学）传感器中，传感器对氧气含量进行定量测量。
- 优点：灵敏度高、可靠性强、应用广泛。是一种无需校准的固有标准。
- 最适合：高阻隔薄膜、对氧气透过率检测精度要求极高的应用以及在受控湿度条件下进行的测试。
- 权衡：达到平衡可能需要几个小时甚至几天，特别是对于渗透性非常低的材料而言。
2.
ASTM F2622 这种方法可以使用更多类型的传感器（非绝对库仑法传感器），包括通用氧传感器。与消耗所有氧气的方法不同，这种方法只分析一部分氧气，这意味着传感器必须经过仔细校准并持续验证。
- 优点：适用于高透光率材料，通常速度更快，并且在传感器选择方面更加灵活。
- 最适合：快速透气的薄膜（例如，农产品包装、涂层纸），无需超低阻隔性能的场合。
- 权衡：灵敏度低于库仑法，并且需要校准才能保持准确性。
3. ASTM F1307 这种方法专门用于检测完整的成品包装，而不是仅仅检测包装薄膜。包装外部暴露在氧气环境中，而内部则用氮气吹扫。任何渗透到包装壁内的氧气都会通过库仑传感器进行测量。
- 优点：能够测量实际应用中的阻隔性能，包括封口、接缝和其他包装特性。
- 最适用于：托盘系统、袋装包装、瓶装包装、管道/软管以及任何需要确保整个系统完整性的包装形式。
- 权衡：在大型或复杂的软件包中实现平衡可能需要相当长的时间和设置。
综合考虑：如何做出选择
以下是选择合适方法的框架：
- 如果您的首要任务是获得最高的灵敏度，并且您正在测试平面薄膜或密封系统，请选择 ASTM D3985/F1927 标准。该方法无需校准即可使用。
- 处理高透光材料时，如果速度和灵活性比超精细检测更重要，则应使用 ASTM F2622 标准。
- 如果您关注的是包装整体性能，请选择 ASTM F1307 标准——如果您想测量成品包装（包括密封件、封口等所有部分）的氧气透过率，则应选择此标准。.
此外，您的选择应与产品的实际使用环境相符。对于储存在潮湿环境中的产品，应选择考虑相对湿度的测试方法，以确保获得准确的性能结果。如果您的产品需要冷藏、常温储存或高温储存，请务必在相应的温度下进行测试，以满足保质期要求。
专家支持至关重要
成功实施这些测试方法不仅需要选择合适的标准，还需要精密仪器、严格的校准以及对渗透行为的深入理解。企业通常会依赖像 AMETEK MOCON 这样的实验室或专家，他们提供专用氧气透过率分析仪（例如 OX-TRAN 系列）和测试服务，以指导方法选择、执行测试并解读结果。
最终总结
- 了解应该使用哪种 ASTM OTR 方法对于准确评估阻隔性能至关重要。
- 不同的材料和包装形式需要不同的方法；没有通用的解决方案。
- 灵敏度、速度、湿度和样品配置是您做出决定的重要参考因素。
- 与经验丰富的实验室合作或使用专业的渗透测试工具可以帮助您获得可靠且具有实际应用价值的数据。
通过根据您特定的氧气透过率需求精心选择测试方法，您可以获得更有意义的数据，优化材料，并构建更可靠的氧气阻隔层——所有这些都能提升产品性能和品牌信誉。
如需了解哪种氧气透过率测试方法更适合您的应用，请下载以下文档。
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