GB∕T 19789-2021 包装材料 塑料薄膜和薄片氧气透过性试验 库仑计检测法

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ICS55.040CCSA83中华人民共和国国家标准GB/T19789-2021代替Gß/T19789-2005包装材料塑料薄膜和薄片氧气透过性试验库仑计检测法Packagingmaterial-Testmethodforoxygengaspermeabilitycharacteristicsofplasticfilmandsheeting-Coulometricsensor(ISO15105-2:2003,Plastics-Filmandsheeting-Determinationofgas-transmissionrate-Part2:Equal-pressuremethod,MOD)2021-10-11发布2022-05-01实施国家市场监督管理总局砸舍国家标准化管理委员会

1中华人民共和国国家标准包装材料塑料薄膜和薄片氧气透过性试验库仑计检测法GB/T19789一2021*中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100029)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址www.spc.net.cn总编室:(010)68533533发行中心:(010)51780238读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销*开本880X12301/16印张0.75字数22千字2021年10月第一版2021年10月第一次印刷*书号155066•1-68550定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107

2Gß/T19789-2021刷昌本文件按照GB/T1.1-2020((标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T19789-2005((包装材料塑料薄膜和薄片氧气透过性试验库仑计检测法机与GB/T19789-2005相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下:一一更改了范围中试验方法的表述(见第1章，2005年版的第1章);一一删除了规范性引用文件"GB/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境"(见2005年版的第2章);一一一删除了术语稳态、氧气透过量、氧气透过常数及定义，增加了术语氧气透过系数及定义，并修改了术语氧气透过率及定义(见第3章，见2005年版的第3章);更改了实验室环境条件(见6.2，2005年版的6.2);一一更改了测试仪简图，并将其列入资料性附录C(见附录C中的图C.1，2005年版的图1);一一更改了试验步骤(见第9章，2005年版的第8章);一一一更改了试验结果计算公式(见第10章，2005年版的第9章〉。本文件使用重新起草法修改采用ISO15105-2:2003((塑料薄膜和薄片气体透过率试验方法第2部分:等压法》。本文件与ISO15105-2:2003相比，在结构上有较多调整，两个文件之间的章条号对照一览表见附录Ao本文件与ISO15105-2:2003相比，存在较多技术性差异，这些技术性差异及其原因一览表见附录B。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国包装标准化技术委员会(SAC/TC49)提出并归口。本文件起草单位:山东省产品质量检验研究院、黄山永新股份有限公司、临沂金锣文瑞食品有限公司、河南银金达彩印股份有限公司、山东亚新塑料包装有限公司、德州诚达精彩印务有限公司、山东新巨丰科技包装股份有限公司、中包包装行业生产力促进中心有限公司、济南兰光机电技术有限公司、青岛永昌塑业有限公司、嘉兴星越包装材料有限公司、干将新材料有限公司。本文件主要起草人:王微山、许超、徐讳、申丽霞、张智力、杨学军、鲍柳君、张耀威、王宏磊、霍彦君、霍玉琳、刘宝忠、陈曦、陈欣、王冠中、王娜、周洋、毛兵、吴坤坤、陈奇。本文件于2005年首次发布，本次为第一次修订。I

3Gß/T19789-2021包装材料塑料薄膜和薄片氧气透过性试验库仑计检测法1范围本文件规定了库仑计检测法测试塑料薄膜和薄片等包装材料的氧气透过性的试验原理、试样、试样状态调节和试验环境、仪器与材料、扩散条件、试验步骤、结果计算、试验结果，以及试验报告。本文件适用于塑料薄膜、薄片、复合材料、纸塑复合材料、塑料涂覆织物等包装材料的氧气透过性的测试。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T6672-2001塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法(lSO4593:1993,IDT)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1氧气透过率oxygentransmissionrate02GTR在塑料材料两侧单位氧气分压差下，单位时间内透过单位面积材料的氧气量。3.2氧气透过系数coefficientofoxygenpermeabilityP单位厚度材料的氧气透过率。4试验原理将测试试样装夹在测试仪渗透腔内(见附录C中图C.l)，从而在渗透腔A、B两腔之间形成一个密闭的阻隔层。A腔内通人氧气，B腔内通氮气载气对B腔慢慢吹扫。每个腔内的总压力是相等的(环境大气压)，由于A腔内的氧气的分压较高，从而使A腔中的氧气透过试样进入B腔内，随氮气载气一起进入库仑计传感器中进行化学反应并产生电压，该电压与单位时间内通过库仑传感计的氧气量成正比。通过对试验结果的计算，得到试样的氧气透过率和透过系数。5试样5.1试样应具代表性，无皱榴、折痕、针孔及其他缺陷，且厚度均匀。每片试样的面积应大于测试仪测

4Gß/T19789-2021试面积，并且能密封地装夹在测试仪上。5.2除另有规定外，每组试样至少为3片。5.3如果试样为非对称结构，应标记试样的两个表面，注明面向氧气的表面。试验应与实际使用情况一致，即氧气是从内向外渗透，还是从外向内渗透。5.4除另有规定外，应按GB/T6672-2001的规定测试整个试样厚度。每个试样至少测试五个点，记录最小测试值，最大测试值和平均测试值。6试样状态调节和试验环境6.1试样状态调节将试样放在与试验环境相同条件下的盛有无水氯化钙或其他合适干燥剂的干燥器中进行状态调节，时间应不少于48h。6.2试验环境除非另有规定，试验在23.C士2.C温度环境下进行。若采用其他试验条件，应由相关各方协商一致。7仪器与材料7.1测试仪7.1.1组成结构测试仪主要由渗透腔、库仑计传感器、气体调节装置、流量计、催化装置和温度与湿度监测装置等组成。测试仪结构详见图C.1。7.1.2渗透腔7.1.2.1渗透腔被待测试样分为A、B两个腔，氧气在规定条件下通人A腔，载气在规定条件下通人B腔，A腔有氧气出口，可在环境大气压下排出氧气。保证两腔之间的压差尽可能的低，从而避免待测试样发生变形。气体进入或排出渗透腔时，应确保无泄漏。7.1.2.2渗透腔的形状应满足层流气体能够吹扫试样的两侧。7.1.2.3应根据试样氧气透过性范围调整有效渗透面积，通常为1cm2---..-150cm2。可通过在两腔之间放置maskC可缩小测试面积的阻隔片)或采用小面积测试腔等方式减小有效透过面积。使用mask时，应将其粘贴在试样上，并确保测试过程中元泄漏。7.1.2.4与待测试样相比，渗透腔内的密封圈所使用材质的氧气透过率可忽略不计。7.1.3库仑计传感器库仑计传感器用于测试透过试样的氧气量，应使用已知的标准物质定期对传感器进行校验(本文件中使用的库仑计传感器按照法拉第定律产生线性输出，原则上，经过传感器的每个氧分子可输出四个电子。考虑到传感器已知有95%---..-98%的基础效能，可视为固有的标准，无需对其标定;如传感器出现损坏或一定程度的损耗，吸收效率和响应信号会降低，则应进行标定)。2

5Gß/T19789-20217.1.4气体调节装置气体调节装置用于调节扩散条件、试验气体和载气的流速。通常设置在渗透腔的上游(如图C.1所示)，以便更好地实现试验条件的有效控制。每种气体的流速应视渗透腔的结构而定，应满足流量计或待测试样的限制范围。7.1.5流量计流量计用于测量试验气体和载气的流速，量程应能满足试验需求。7.1.6催化装置催化装置可产生纯正的无氧载气，如使用氧化铝固载催化剂或其他类型催化剂的催化装置。催化装置不应对试验结果产生影响。也可采用其他合适的方法去除载气中的氧。7.1.7温度与湿度监测装置温度控制装置可设置在渗透腔内，气体湿度监测装置可配置在载气和/或氧气管路内。7.2材料7.2.1试验气体氧气含量不低于99.5%(体积分数)的干燥氧气。对于氧气透过性较高的材料，可使用氮气与氧气的混合气体，比如含有21%(体积分数〉氧气的空气。也可通过7.1.2.3所述方法减少试样的有效透过面积进行测试。7.2.2载气含有0.5%~3%(体积分数〉氢气的干燥氮气，其中氧气含量应不高于0.01%(体积分数)。8扩散条件除非另有规定，氧气和载气应选择表1中的条件之一进行调节。表1扩散条件温度相对湿度条件编号℃%123O2235032360423755238561085注:使用相对湿度0%的氧气和相对湿度100%的载气时，调节常用的相对湿度为60%。3

6Gß/T19789一20219试验步骤9.1将状态调节后的试样装人渗透腔，设置试验条件。用5mL/min""""'25mL/min的载气对A腔和B腔吹扫30mino对于透过性非常低的材料，应增加吹扫时间，先用25mL/min""""'50mL/min的载气吹扫3min,.......,4min，然后用5mL/min""""'25mL/min的载气吹扫30mino9.2检查仪器是否泄漏。9.3仪器进行彻底吹洗，直至传感器接收信号达到恒定，并将该值记录为零点值。9.4立即调节渗透腔上游的两个阀(图C.l中7)，使氧气通过A腔，氮气通过B腔，直至传感器信号稳定，记录该信号值。透过率较高的薄膜，可能在30min,.......,60min之后达到平衡，更厚或更复杂的材料可能需要几个小时才能达到氧气透过的稳态(当试样吸收的氧气量与透过试样的氧气量达到平衡时的状态〉。9.5按以上步骤对其他试样进行测试。10结果计算10.1氧气透过率氧气透过率通过公式。)计算。k(U-Uo)丸。安GTR='.V'X一二..(1)"----APo式中:202GTR一一氧气透过率，单位为摩尔每平方米秒帕[mol/(m0s0Pa)J;U一一试样的电压，单位为伏特(V);U。一一零点电压，单位为伏特(V);h一一仪器的校准系数;ι-一环境大气压，单位为帕(Pa);户。一一试验气体中的氧气分压，单位为帕(Pa);A2有效透过面积，单位为平方米(m)。10.2氧气透过系数氧气透过系数通过公式(2)计算。P=02GTRXd••(2)式中:P一一氧气透过系数，单位为摩尔米每平方米秒帕[molom/(m20s0Pa)J;202GTR一一氧气透过率，单位为摩尔每平方米秒帕[mol/(m0s0Pa)J;d一一试样的平均厚度，单位为米(m)。注1:02GTR通常用立方厘米每平方米24小时0.1兆帕[cm3/Cm2•24h.0.1MPa)]表示。注2:P通常用立方厘米每米24小时0.1兆帕[cm3/Cm'24h.0.1MPa)J表示。注3:d常用毫米Cmm)表示。11试验结果试验结果以不少于3个试样的算术平均值表示，结果保留三位有效数字。4

7GB/T19789-202112试验报告试验报告应包括:一一试验依据(本文件编号);一一试验仪器名称;一一试验条件;一一识别试验样品所必须的详细说明，包括:对裁取试样所用样品的描述，即薄膜、薄片、复合膜等等;不对称结构试样面向氧气表面的识别等;一一被测试样的数量;一一每个试样的平均、最小和最大厚度;一一试样调节的详细说明:一一试样的有效透过面积;一一试验结果;-一试验日期;一一标样方法。5

8Gß/T19789-2021附录A(资料性)本文件与ISO15105-2:2003章条号对照一览表表A.1给出了本文件与ISO15105-2:2003章条号对照一览表。表A.1本文件与ISO15105-2:2003章条号对照情况本文件章条号IS015105-2:2003章条号前言前言11223344556677、附录A8899、附录A101011111212附录A附录B附录C附录A附录B6

9GB/T19789-2021附录B(资料性〉本文件与ISO15105-2:2003技术差异及其原因一览表表B.1给出了本文件与ISO15105-2:2003技术差异及其原因的一览表。表B.1本文件与ISO15105-2:2003技术差异及其原因本文件章条号技术差异原因对气体透过率和气体透过系数进行重新定义，特指氧气透过率和氧本文件只用于氧气透过性的3气透过系数测试7.1.2.1加入了"气体进人或排出渗透腔时，应确保无泄漏。"的要求更符合实际使用情况7.1.6增加了催化装置的说明条款更符合实际使用情况9"试验步骤"中修改了一些试验过程表述更具有操作性11增加了试验结果的具体要求更具有操作性目前试验方法精度元数据支删除了国际标准中第11章精密度条款持，试验结果按照第11章要求处理气相色谱法在国内检测使用删除了国际标准中的附录B率极低，结合实际使用情况，以适合我国国情，未采用该法

10FNON-GB/T19789-2021∞∞队∞附录CFH\(资料性)库仑计测定氧气透过率测试仪筒。图C.l为库仑计测定氧气透过率测试仪典型结构示意图。82121310标引序号说明:1一一带A腔和B腔的渗透腔;8一一氧气出口(或吹扫时的载气出口);2一一试样;9一一测量载气中氧气的库仑计传感器;3一一氧气人口;10一一载气出口;4一一气体调节装置;11一一催化装置，用以消除载气中的氧气;5载气入口;12一一三通阔;6一一流量计;13一一吹扫B腔时的载气出口。7一一三通间;图C.1库仑计测定氧气透过率测试仪典型结构示意图版权专有僵极必究'峰书号:155066•1-68550G8/T19789-2021定价16.00元乒JJ旷~ρ、o、币伊丁刊2。∞叫os.,.,、，(~..~矿.Vh.一步+...，...，.....~:..v仇杀、