阻隔性研究

我國在阻隔性檢測用標准膜片研制工作上的進展

來源:Labthink蘭光 | 日期:2011-01-17

摘要 本文通過闡述阻隔性檢測領域的數據現狀,指出了統一阻隔性測試數據體系的重要性和必要性,進一步介紹了我國在阻隔性檢測用標准膜片研制方面已開展的工作和進展。
關鍵詞 標准膜片,標定,比對,阻隔性,透過率計校准裝置
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  塑料薄膜薄片廣泛用於食品、醫藥、卷煙、化工、電子、軍工等行業的產品包裝,其阻隔性能選擇是否合適是保證產品質量的關鍵所在。但是,當前阻隔性檢測技術在世界各國的發展並不平衡,而且由於執行的測試標准不統一,測試數據體系存在差異,表現為測試設備的測試數據統一性不佳。通過廣泛的調研分析發現,缺少統一、通用的檢定校准方法是導致出現這種情況的最主要原因。

  1.阻隔性檢測領域的數據現狀
  長久以來,數據體系間存在的差別一直都是阻礙我國阻隔性檢測發展的根本因素,它與設備制造商所采用的數據體系以及設備所采用的校准方法不一致有直接關系。這種數據差異普遍存在,而且自上世紀中葉阻隔性檢測起步至今這個問題就一直沒有得到解決。盡管這種數據體系的差異已被業內人士所認知,卻不能彌補它所帶來的嚴重影響,特別是隨著國家標准對包裝材料(例如食品包裝、藥品包裝)阻隔性的定量要求越來越嚴格、明確,有些材料,尤其是那些自身阻隔性臨近標准要求上限或者下限的材料,采用不同品牌的阻隔性檢測設備得到的並不僅僅是存在差異的測試數據,也可能是合格或不合格完全不同的結論。這點在2007年國家認證認可監督管理委員會(CNCA)組織開展的“塑料包裝材料阻隔性能測試——氧氣透過量和水蒸汽透過量的測試”能力驗證項目中已經充分暴露出來,因為在參加這次能力驗證項目的近70家參加實驗室中,超過兩成實驗室給出的測試數據偏差過大,而這些實驗室中包括國內多家具有第三方公正職能的實驗室,可見統一阻隔性測試數據體系已迫在眉睫。

  2.我國在統一阻隔性檢測數據體系上所做的工作
  經過長期的樣品檢測和數據比較,我們發現雖然不同廠家的阻隔性檢測設備給出的測試數據並不完全一致,但通過校正使其變得一致或者縮小差距是可以實現的。根據CNAS-CL06《量值溯源要求》,制造最高計量標准器具、生產標准膜片能有效解決阻隔性測試數據體系不一致的問題。通過標准物質進行測試數據溯源是一種常用方法,如果薄膜薄片在一定時間段內能保持性質穩定,其生產工藝中的不確定誤差能控制在允許的范圍內,並且薄膜薄片的阻隔性(氣體透過率、水蒸氣透過率等)又是可獲得的,從技術角度看,利用薄膜薄片作為數值傳遞物質是可行的。但是這種方法的傳遞數據准確性以及影響力受到質疑,主要是因為缺少有效的標准膜片制作工藝和獲得認可的透過率計校准裝置。實際上通常使用的阻隔性檢測設備數據校准方法就是檢測標准膜片,並依照其阻隔性數據校正設備的數據體系。但是目前,無論國內還是國外,所有標准膜片的提供都是企業行為,而且標准膜片的阻隔性數據也不受國家計量體系的認可。
  由於包裝的阻隔性能直接關系到食品、藥品等的包裝安全,統一阻隔性測試數據體系更是檢測機構、研究機構以及包裝市場的強烈需求,2009年起山東省質量技術監督局已與Labthink蘭光通力合作,開始研制塑料薄膜氣體透過率標准膜片,同時依據國內、國際檢測方法標准研發性能指標高於標准要求的超高精度透過率計校准裝置。這樣一方面可以利用塑料薄膜氣體透過率標准膜片完成量值傳遞、溯源功能,另一方面通過透過率計校准裝置獲得塑料薄膜氣體透過率標准膜片的標准數據,這樣就可以保證傳遞數據的准確性,並順利完成對各類氣體透過率測試儀的校准工作。
  標准膜片的研制和透過率計校准裝置的研發得到了國家質檢總局的高度重視,2009年質檢總局科技計劃中特別設立了2項研究項目為標准膜片的制造、應用和解決標准膜片的數據溯源要求鋪平道路。這兩項項目分別為:

  1. 2009年度質檢總局科技計劃(質量技術監督部分)項目——塑料薄膜氣體透過率標准膜片的研制
  項目開始時間:2009年8月
  項目結束時間:2010年12月
  專業組:計量測試專業組
  申報(推薦單位):山東省質量技術監督局
  承擔單位:山東省質量技術監督局
  項目成果:塑料薄膜氣體透過率標准膜片

  2. 2009年度質檢總局科技計劃(質量技術監督部分)項目——透過率計校准裝置的研制
  項目開始時間:2009年10月
  項目結束時間:2011年10月
  專業組:計量測試專業組
  申報(推薦單位):山東省質量技術監督局
  承擔單位:山東省質量技術監督局
  項目成果:透過率計校准裝置
  這兩項研究項目的提出是建立在詳細分析當前包裝材料檢測領域中的突出問題的基礎上,前期已對阻隔性檢測設備的數據校准方法、設備使用條件、以及檢測中的關鍵指標進行了長期考察,對設備數據進行了多次比對,並詳細考察了各廠家儀器的標准執行情況,詳細分析當前項目中的技術難點,為標准膜片的研制要求、透過率計校准裝置的設計及制訂具體的校准方法打下基礎。對透過率計校准裝置,在設計上要以保證靈敏度、重復性和穩定性,而且該裝置的檢測精度應至少比當前市場的氣體透過率檢測儀器高出一個級別,而對於標准膜片要以均勻性和穩定性為根本要求。

  3.標准膜片研制的意義和進展
  塑料薄膜氣體透過率標准膜片的研制,可為氣體透過率測試設備的標定提供統一依據,使氣體透過率測試設備的檢定規范化、實用化、可溯源。同時,該標准膜片的研制成功將填補世界空白,成為統一塑料薄膜薄片氣體透過率檢測數據體系的溯源方法,提高我國在世界阻隔性檢測領域的權威地位與國際話語權,也將為進一步統一水蒸氣透過率檢測數據體系奠定基礎。
  自2009年至今,山東省質量技術監督局與Labthink蘭光已在塑料薄膜氣體透過率標准膜片的研制項目以及透過率計校准裝置的研制項目中的多個方面展開了試驗驗證和技術攻關,塑料薄膜氣體透過率標准膜片的研制項目將在2010年12月完成,屆時將研制生產塑料薄膜氣體透過率標准膜片,配合透過率計校准裝置將為市場出售的各類氣體透過率檢測儀器的校准工作提供服務。