材料阻隔性指标详解
常用材料阻隔性能
常用材料阻隔性能常用材料的阻隔性能是指材料对外界物质的渗透能力。
不同材料的阻隔性能会受到材料的组成、结构以及处理方式的影响。
以下是一些常用材料的阻隔性能介绍：1.塑料：塑料是一种常见的阻隔材料，具有良好的阻隔性能。
常见的塑料材料包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等。
塑料可以通过控制材料的厚度和结构来控制其阻隔性能。
一般来说，聚乙烯的阻隔性能较低，而聚氯乙烯的阻隔性能较好，能够有效阻挡水分、气体和光线的渗透。
2.金属：金属是一种优良的阻隔材料，尤其是铝。
铝薄膜广泛应用于食品包装、药品包装等领域，具有良好的氧、水和光线屏障性能。
铝薄膜不仅具有良好的物理阻隔性能，还能有效阻止气体、水分和光线的渗透，从而延长产品的保鲜期和稳定性。
3.纸张：纸张是一种常见的包装材料，其阻隔性能相对较差。
纸张本身具有一定的透气性，容易受潮和溶解。
然而，通过将纸张与其他材料进行复合，如铝薄膜、塑料膜等，可以显著提高其阻隔性能，使其适合食品包装等高要求的应用。
4.玻璃：玻璃是一种无机非金属材料，具有良好的物理和化学稳定性，透明度好。
玻璃具有良好的阻隔性能，可以有效阻止气体和水分的渗透。
因此，玻璃广泛应用于食品瓶、药品瓶等包装领域，具有很好的保鲜和保存效果。
5.薄膜包装材料：薄膜包装材料包括一系列的塑料膜，如聚乙烯薄膜、聚酯薄膜、聚丙烯薄膜等。
这些薄膜具有良好的阻隔性能，可以阻止氧气、水分、光线等外界物质的渗透。
不同的薄膜材料具有不同的阻隔性能，适用于不同的包装需求。
总的来说，不同材料的阻隔性能有别，可以根据产品的要求选择合适的材料。
一般而言，金属、玻璃等材料的阻隔性能较好，适用于高要求的包装，而塑料、纸张等材料的阻隔性能相对较差，适用于一般要求的包装。
同时，通过复合不同材料可以提高包装材料的阻隔性能，满足更高的包装要求。
阻隔涂料标准
阻隔涂料标准阻隔涂料是一种特殊的涂料，它具有防止氧气、水蒸气、挥发性有机物等物质的渗透和扩散的作用。
阻隔涂料的应用范围非常广泛，例如在食品包装、医药包装、建筑材料、汽车和航空航天等领域都有着重要的应用。
为了保证阻隔涂料的质量，国家制定了一系列的标准。
以下是阻隔涂料标准的详细介绍。
一、阻隔性能标准阻隔涂料的主要作用是防止氧气、水蒸气、挥发性有机物等物质的渗透和扩散。
因此，阻隔性能是衡量阻隔涂料质量的重要指标之一。
国家标准规定，阻隔涂料的氧气透过率应小于0.1cm³/(m ²·24h·0.1MPa)，水蒸气透过率应小于5g/(m²·24h)，挥发性有机物透过率应小于1mg/(m²·24h)。
二、耐候性标准阻隔涂料在使用过程中需要经受各种自然环境的考验，例如阳光、雨水、风沙等。
因此，耐候性是评价阻隔涂料质量的另一个重要指标。
国家标准规定，阻隔涂料应经过2000h紫外光照射和1000h盐雾腐蚀试验，其色差应小于等于 1.5，附着力应达到最高等级。
三、可操作性标准阻隔涂料在使用过程中需要具备良好的可操作性，例如涂刷性能、流平性能、干燥时间等。
这些因素都会影响到涂层的质量和效果。
国家标准规定，阻隔涂料的涂刷性能应良好，不得出现刷痕、起泡、粘连等现象；流平性能应良好，不得出现流痕、起皮等现象；干燥时间应符合实际需要。
四、环保标准阻隔涂料在使用过程中会产生一定的污染物，例如挥发性有机物等。
因此，环保标准也是评价阻隔涂料质量的重要指标之一。
国家标准规定，阻隔涂料中挥发性有机物含量应符合国家相关标准，不得超出限制范围。
同时，阻隔涂料也应符合国家相关环保标准。
总之，阻隔涂料标准是保证阻隔涂料质量的重要保证。
只有符合标准的阻隔涂料才能够在各个领域得到广泛应用，并为人们带来更多便利和安全。
常用材料阻隔性能
常用材料阻隔性能
阻隔性定义：一定厚度（1㎜）的塑料制品，在一定的压力（1mPa）、一定的温度（23℃）、一定的湿度，单位时间（24h）、单位面积（1㎡）透过小分子物质的体积或重量。
阻隔性聚合物：国际上将O2透过率小于3.8cm3·mm/24h·m2·mPa的聚合物称为阻隔性聚合物。
一、常用复合膜的阻隔性能
二、常用材料的阻隔性能
表1：各种常见薄膜及相应PVDC涂布膜阻隔性能比较
表2：不同涂层厚度的KOP阻隔性能对比
表3：塑料薄膜涂布PVDC前后性能比较
表4：三种材料的阻隔数据
表5：镀铝膜的阻隔性能（市售镀铝膜镀层厚度大约0.3um）
表6：PVDC与其他薄膜阻隔性能对比
表7：常用中高阻透性塑料的透过系数
表8：常用薄膜的阻隔性能
表9：液奶包装膜阻隔性能对比
表10：常用材料阻隔性能比较
表11：各种薄膜的保香性（单位：天）
表12：各种薄膜的透明度和光泽度比较
表13：各种膜的耐油性。
常用材料阻隔性能
常用材料阻隔性能KPET/ CPP 2.22 6.9 最好BOPP/CPP2.77 480 无保香功能PET/ CPP 3.59 97 明显泄露PET/ AL/ PA/ PE 0.18-0.220.4-0.45 12PET/38PP 18.11 113.52 12 PET/33PP 22.08 109.92 25OPP/25CPP7.76 783.0720OPP/20CPP10.41 774.96OPP/VMCPP1.04OPP/ 珠光膜715.89 PET/ 珠光膜96.95 PA/EVOH-F/PP/PE 0.845 PP/ EVOH-F/ 1.671PPPE/ EVOH-F/0.873 PE一、常用材料的阻隔性能表1：各种常见薄膜及相应PVDC涂布膜阻隔性能比较薄膜类型BOPP20umBOPET12umLDPE70umBOPA15umPT 24um未涂布5g/㎡未涂布5g/㎡未涂布5g/㎡未涂布5g/㎡未涂布5g/㎡阻水性 9 3.635 4.5 7 1.5 210 11 非常大9阻氧性1200 8.560 ＜5 200＜5 20 ＜5 10-10002.5阻氮性600 5 20 ＜5 100＜5 15 ＜5 -- --阻CO2 性3200 10500 50 120300 200 50 -- -- 表2：不同涂层厚度的KOP阻隔性能对比涂层厚度（um）阻湿汽性能g/㎡·24h·38℃90%RH阻氧气性能C㎡/㎡·24h·1atm22℃1.5 5.0 22.13.0 3.6 8.54.5 2.4 4.5表3：塑料薄膜涂布PVDC前后性能比较项目OPP PET PA前后前后前后水分透过率g/㎡·24h·3 8℃90% 4.7-7.04.7-6.235 4.5372-40311氧气透过率c㎡/㎡·25℃40%常压2000 12.4-7.8115 40.3 5表4：三种材料的阻隔数据聚合物湿度氧气透过率 23℃C㎡·um/㎡·24h·kPa 透氧率变化阻水（湿、潮）性能PVA 0% 0.039 ---- 非常差PVA 95% 97 增大2487倍非常差EVOH(70%VOH ) 0% 0.066 ----非常差EVOH(70%VOH ) 95%12 增大182倍非常差PA-6 0% 5.8 ----差PA-6 95% 19 3.3倍差PVDC(90%VDC ) 0% 0.97 ----非常好PVDC(90%VDC ) 95%0.97 无变化非常好表5：镀铝膜的阻隔性能（市售镀铝膜镀层厚度大约0.3um）镀层厚度水蒸汽透过率g/㎡·24h·40℃·100%RH氧气透过率C㎡/㎡·24h·atm12umPET25umCPP25umLDPE12umPET25umCPP25umLDPE0.22.1 1.3 2.2 45 61 2000.40.6 0.6 0.7 17 35 340.60.3 0.3 0.6 6 18 121.0.3 0.3 0.3 3 12 10表6：PVDC与其他薄膜阻隔性能对比项目水分透过率g/㎡·24h·38℃90%氧气透过率c㎡/㎡·24h·25℃40%常压PVDC25u 1.55-4.65 7.7-26.5PVA25u≥50 ＜0.2（湿度大时透过量增大）KOP 0.8-4.7 1.2-6.4BOPP 4.7-6.2 1705CPP 7.8-10 1300-6433 BOPET 20.2 78BOPA 372-403 40.3LDPE 18.6 3375-13200 HDPE 4.7-10 512-3275表7：常用中高阻透性塑料的透过系数项目氧气透过率C㎡·mm/24h·㎡·mPaCO2透过率C㎡·mm/24h·㎡·mPa水分透过率g·mm/24h·㎡·mPaEVOH（乙烯29%）0.1 1.5 20-25EVOH（乙烯38%）0.4 6 40-70 PVDC共聚物0.5-4 1.2 0.2-6 PAN共聚物8 16 50PEN 12-22 50 5-9 MXD6 2-5 28 15-30 PET 49-90 180 18-30 表8：常用薄膜的阻隔性能项22uKO15uKPE20uBOP12uPE30uCP目P T P T P 透水性g/㎡·d3.5 5 9.0 354.0透氧性C㎡/㎡·d12 7 1200 110 800保香性(48h ) 无香味泄露最好无保香功能明显泄露无保香功能表9：液奶包装膜阻隔性能对比项目三层共挤五层共挤三层共挤/涂PVDC透氧量c㎡/㎡·24h·0.1mPa～20002～3 2～5透CO2量c㎡/㎡·24h·0.1mPa ～12000～200 ～200表10：常用材料阻隔性能比较性能从优到劣比照阻氧气性AL、MA-PVDC→EVOH→PVDC→PA→PET→PP→PE阻水汽性MA-PVDC→AL→PP→PE→PET→EVOH→PA气味阻隔性MA-PVDC→AL→PET→PA→EVOH→PP→PE耐化学性MA-PVDC→PVDC→EVOH→PET→PA→PP →HDPE→LLDPE→LDPE→EVA保护性MA-PVDC→AL→EVOH→PVDC→PA→PET →PP→PE表11：各种薄膜的保香性（单位：天）项目厚度（um）香草精天芥菜薄荷樟脑PE 20 0 0 0 0 PVDC 20 1 1 1 3K-玻璃纸26 9 8 108 92 防潮玻璃24 31 52 163 164纸普通玻璃纸21 65 71 153 78 PVA膜20 100 107 160 165表12：各种薄膜的透明度和光泽度比较项目PVA 玻璃纸 PVC PET透过率（%） 60-66 58-66 48-58 54-58发射率（%） 81.5 60.5 79.5 22 表13：各种膜的耐油性项目PVAPTPVC PE PP EVOHPVDCPETPA油透过时间（h）∞∞50-1015-40（良）3.5∞良良∞。
食品包装材料阻隔性能检测方法介绍41页PPT
4.全球首创的全自动重量法透湿性测试 □ 测试时间短，重复性高，测试效率高 □ 试验时间不受干燥剂能力的限制 □ 实现自动化检测 □ 一台主机可连接九台卫星机
W3/060 水蒸气透过率测试系统
阻隔性能检测技术创新
传统的称重法测试
人工称量：恒温恒湿箱 + 天平 + 手工计算 □ 无法在恒定条件下进行实验，破坏渗透平衡 □ 精度低，重复性差，测试时间长 □ 试验过程人工操作，人为因素多
阻隔性能检测技术创新
2.等差法（库仑法）测试设备
□ 三腔一体集成块专利技术；
OX2/230 氧气透过率测试系统
传统设备控制示意图
阻隔性能检测技术创新
2.等差法（库仑法）测试设备
□一台主机可连接九台卫星机； □氧气透过率与水蒸汽透过率混合测试控制；
阻隔性能检测技术创新
3.透气性测试——双检法 压差法 等压法
阻隔性能检测技术创新
1.压差法测试设备
□ 扩展有毒、易爆等危险气体的试验.
■ 北京化工大学 （测试CH4-甲烷） ■ 北京科技大学 （测试CH4-甲烷） ■ 中国石油大学 （测试CH4-甲烷，氢气）
阻隔性能检测技术创新
1.压差法测试设备
□压差法原理测试容器整体气体透过率，全球首创；
G2/130 压差法容器气体透过率测试仪
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
渗透原理图
常用的检测方法：
气体：压差法（基础方法） 等压法（库仑传感器法-商业方法）
水蒸气：称重法（基础方法 仲裁方法） 传感器法（湿度传感器法、 红外传感器法、 电解传感器法）
常用材料阻隔性能
常用材料阻隔性能
阻隔性定义：一定厚度（1㎜）的塑料制品，在一定的压力（1mPa）、一定的温度（23℃）、一定的湿度，单位时间（24h）、单位面积（1㎡）内透过小分子物质的体积或重量。
阻隔性聚合物：国际上将O2透过率小于3.8cm3·mm/24h·m2·mPa的聚合物称为阻隔性聚合物。
一、常用复合膜的阻隔性能
二、常用材料的阻隔性能
表1：各种常见薄膜及相应PVDC涂布膜阻隔性能比较
表2：不同涂层厚度的KOP阻隔性能对比
表3：塑料薄膜涂布PVDC前后性能比较
表4：三种材料的阻隔数据
表5：镀铝膜的阻隔性能（市售镀铝膜镀层厚度大约0.3um）
表6：PVDC与其他薄膜阻隔性能对比
表7：常用中高阻透性塑料的透过系数
表8：常用薄膜的阻隔性能
表9：液奶包装膜阻隔性能对比
表10：常用材料阻隔性能比较
表11：各种薄膜的保香性（单位：天）
表12：各种薄膜的透明度和光泽度比较
表13：各种膜的耐油性
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包装材料学——第三章 塑料包装材料的性能
第三章 塑料包装材料的性能
第一节 塑料包装材料阻隔性能
塑料的阻隔性是指塑料包装材料或容器防止小分子气 体如 O2、CO2、N2、水蒸气、香味及其它有机溶剂蒸汽 等透过的能力。
用于表征塑料阻隔能力大小的指标为透过率，即一定 厚度的塑料制品在一定压力、温度和湿度条件下，单 位时间和单位面积内透过小分子物质的体积或重量。
通过添加不同的填料，可得到有不同阻隔性能的薄膜以 用于果蔬保鲜包装。
包装材料学
3．表面涂覆处理改性
表面涂覆处理改性
塑料制品的表面涂覆处理是指在一般塑料制品上涂覆一 层高阻隔性的有机材料或无机材料。这是一种十分有效的 阻隔改性方法，现已获得了普遍的应用。
（l）真空镀铝
真空镀铝的薄膜具有同基材相同的力学性能，同时也具有 同铝箔一样的高阻隔性能。薄膜柔软度好，避免了铝箔的 烧曲龟裂问题。
表面化学处理的化学反应主要包括磺化、氯磺化、氟化、 等离子体处理及渗氮等。
包装材料学
第二节 塑料包装材料力学性能
一、热塑性塑料的应力一应变曲线
材料出现屈服之前发生的断裂称为脆性断裂，这种聚合 物为硬而脆材料。例如室温下的聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸 甲酯。
在材料屈服之后的断裂称为韧性断裂
包装材料学
一、热塑性塑料的应力一应变曲线
(1)挤出复合 (2)干法复合。
复合薄膜有:
PET（BOPP）/粘合剂/AI
PET（BOPP）/粘合剂/AI/粘合剂/PE（PP）等。
包装材料学
2．添加助剂改性
添加助剂主要是添加不同的填料。
超细片状结构填料:主要有云母、滑石粉、活性白土、粘土、 氢氧化铝、石英粉、膨润土、石墨等。
塑料填充不仅可改善材料的阻隔性，还可明显降低阻隔 材料阻隔性能对温度的依赖性。
常用材料阻隔性能
常用材料阻隔性能
阻隔性定义：一定厚度（1㎜）的塑料制品，在一定的压力（1mPa）、一定的温度（23℃）、一定的湿度，单位时间（24h）、单位面积（1㎡）内透过小分子物质的体积或重量。
阻隔性聚合物：国际上将O2透过率小于3.8cm3·mm/24h·m2·mPa 的聚合物称为阻隔性聚合物。
一、常用复合膜的阻隔性能
二、常用材料的阻隔性能
表1：各种常见薄膜及相应PVDC涂布膜阻隔性能比较
表2：不同涂层厚度的KOP阻隔性能对比
表3：塑料薄膜涂布PVDC前后性能比较
表4：三种材料的阻隔数据
表5：镀铝膜的阻隔性能（市售镀铝膜镀层厚度大约0.3um）
表6：PVDC与其他薄膜阻隔性能对比
表7：常用中高阻透性塑料的透过系数
表8：常用薄膜的阻隔性能
表9：液奶包装膜阻隔性能对比
表10：常用材料阻隔性能比较
表11：各种薄膜的保香性（单位：天）
表12：各种薄膜的透明度和光泽度比较
表13：各种膜的耐油性。
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材料阻隔性指标详解
1、材料的阻隔性
任何物体都有一定的渗透性，差别仅是一些物体的渗透性比较高，另一些的渗透性比较低。
高分子聚合物的可透性较低，用它对物品进行包装可有效阻隔环境中氧气、水蒸气等的渗入，并保持包装内的特定气体成分，显著提高物品的保质期。
通常，在使用高分子聚合物或由它制得的相关材料包装物品时最关注材料对氧气、二氧化碳、氮气等常见气体的阻隔性以及对水蒸气的阻隔性，可用渗透性（Permeability）和透过量（Permeance）两项指标加以描述。
其中渗透性表征的是一种材料的特性，不随材料厚度、面积等的变化而变化，而渗透物质的透过量只是一个制成品的性质，随材料厚度、结构等的变化而变化。
2、气体透过系数与气体透过量
一般我们用气体对材料的渗透性（即气体透过系数）和气体透过量评价材料的阻隔性，但是由于常见无机气体对材料的渗透性能直接取决于材料对气体的溶解度（S）以及气体在材料中的扩散系数（D），所以在评价材料的阻隔性时应根据需要对材料的气体透过系数、气体透过量、溶解度、以及扩散系数进行综合评定。
气体透过系数（P）是在恒定温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过试样单位厚度、单位面积的气体的体积，单位为：cm3·cm/cm2·s·Pa。
气体透过量（Q）是在恒定温度和单位压力差下，在稳定透过时，单位时间内透过试样单位面积的气体的体积，单位为：cm3/m2·d·Pa。
它们之间满足以下关系：
其中d是材料的厚度。
由于两者的单位不同，所以在计算时必须统一计算单位。
例如，当材料气体透过系数的单位是cm3·cm/cm2·s·Pa而气体透过量的单位是cm3/m2·d·Pa时，仅是在计算过程中引入的测试时间单位就相差86400倍，面积单位又相差10000倍，所以在国标GB 1038中给出了1.1574×10-9这个系数用于单位的统一。
目前，各标准中对材料的气体阻隔性的指标定义比较混乱，如气体透过率（Gas Transmission Rate，GTR）在ISO标准（ISO 2556，ISO 15105-1）中是稳定透过时在恒定温度、单位压差下单位时间内透过单位面积试样的气体体积（与国标GB 1038中气体透过量的含义相同），单位是cm3/m2·d·atm；然而在ASTM D1434中它是指在试验状态下单位时间内透过单位面积试样的气体量，单位是mL（STP）/m2·d。
因此建议大家在比对数据时首先要看清数据单位，以确定它们各属于哪一项指标，然后将同项指标的所有比对数据换算成相同的单位再进行比较。
在ASTM D1434中给出了几组单位换算表，表1只是其中之一，用于气体渗透性单位之间的换算。
表1. 常用气体渗透性单位换算表
3、水蒸气透过系数与水蒸气透过量
一般我们用材料的水蒸气渗透性（即水蒸气透过系数）和水蒸气透过量来评价材料的水蒸气阻隔性，也有使用水蒸气渗透量（Water Vapor Permeance）进行评价的，其中最常用的是材料的水蒸气透过量。
水蒸气透过系数（PV）是在规定的温度、相对湿度环境中，单位时间内，单位水蒸气压差下，透过单位厚度、单位面积试样的水蒸气量，单位为：g·cm/cm2·s·Pa。
水蒸气透过量（WVT，在ISO 2528、ASTM F1249等标准中也称为WVTR）是在规定的温度、相对湿度，一定的水蒸气压差和一定厚度的条件下，1m2的试样在24h内透过的水蒸气量。
单位为：g/m2·24h。
两者之间满足以下关系：
其中d是试样的厚度，△p是试样两侧的水蒸气压差，可查湿空气水蒸气压力表获得。
水蒸气渗透量（Water Vapor Permeance ，以下简称P）的概念在国标GB 1037中是没有的，但在ASTM的标准中有涉及，是在指定的温湿度条件下，试样两侧在单位水蒸气压差下，单位时间内透过单位面积试样的水蒸气量，单位是g/m2·s·Pa，所以而其中△p是试样两侧的水蒸气压差，而d是试样的厚度。
材料的水蒸气阻隔性的各项指标定义清晰，常用单位比较集中，可以参照表2（摘自ASTM E96）进行换算。
表2. 常用水蒸气各类阻隔性单位换算表
注：表中压强单位mmHg与Pa之间的换算是在0℃下进行的。
4、注意事项
首先，在进行测试数据比对时，需要注意试验条件，包括测试环境温湿度等。
由于阻隔性测试受环境影响比较显著，因此，无论是进行哪项阻隔性指标的比较，都需要在相同的试验条件下进行试验，否则单纯比对数据没有任何意义。
其次，材料的渗透性（包括气体渗透性及水蒸气渗透性）并非对所有材料都有意义，它仅对于均匀的单层材料有意义，可用作多层材料结构设计的指标使用。
因此对于单层的均匀材料，材料的渗透性及透过量都具有实际使用意义，是阻隔性检测中必须获取的指标；但是对于多层复合材料或成品包装膜，计算材料的渗透性没有意义，只有材料的透过量才有实用价值。
当然，单层均匀材料渗透性的确定也不能仅由对一个试样的检测确定，必须对厚度不同的同种材料进行大量试验以保证材料渗透性的准确。