包裝材料檢測的環境要求

1、試驗環境

    本文所說的試驗環境是指一般用於軟包材（薄膜等）試樣物理性能檢測的實驗室環境，不包括用於某些特殊試驗、材料、或模擬某特定氣候條件的專用環境。一般來講，主要有以下 3項指標：環境溫度、環境濕度以及實驗室內的空氣循環流速，其中會對軟包材高聚物物理性能的檢測結果有明顯影響的主要是試驗環境的溫度和濕度，因此需要加以控制。

2、GB/T 2918-1998

    GB/T 2918-1998《塑料試樣狀態調節和試驗的標准環境》是國內使用范圍最廣的一條與試驗環境有關的標准，它等同采用國際標准ISO 291：1997《塑料——狀態調節和試驗的標准環境》，提出了各種塑料及各類試樣在相當於實驗室平均環境條件的恆定環境條件下進行狀態調節和試驗的規范。對試樣進行狀態調節的目的是為了實現試樣與狀態調節環境或溫度之間溫度和/或含濕量平衡狀態的再現。

標准中給出了兩種標准環境，參見表 1。

表 1. 標准環境

注：表 1中的數值適用於大氣壓強在86kPa和106kPa之間的一般海拔高度及空氣循環速率≤1m/s的場合。

    如果濕度對所測性能沒有影響或其影響可忽略不計，則不必控制相對濕度。相應的兩個環境稱作“溫度 23”和“溫度27”。

    狀態調節周期應在材料的相關標准中規定。當在相應標准中未規定狀態調節周期時，應采用下列周期：

• 對於標准環境 23/50和27/65，不少於88h；
• 對於 18～28℃的室溫，不少於4h。

    除非另有規定，狀態調節後的試樣應在與狀態調節相同的環境或溫度下進行試驗。在任何情況下，試驗都應在將試樣從狀態調節環境內取出後立即進行。

3、溫濕度變化對高聚物性質的影響

    按照高分子排列的有序性，固態高分子聚合物可分為結晶態、非晶態和取向態。絕大多數結晶高聚物都是半晶聚合物，既有結晶部分也有無定形部分，所不同的是結晶程度不同而已。

    聚合物分子鏈越長，其構象越多，當溫度昇高時，由於熱運動，分子鏈構象變化地越快，聚合物內聚度下降。高聚物的某些性能（如力學性能、電學性能、阻隔性能）很大程度上與溫度相關，而且這些相關性在聚合物發生聚集態轉變時表現尤為突出。

    例如對於力學性能中拉伸性能的測試，熱塑性樹脂的應力－應變曲線（高分子材料力學性能的重要指標）會隨著溫度上昇，從硬脆性向黏彈性轉移。結晶性高分子隨溫度變化伸長率在 1％～1000％范圍內有很大的變化，拉伸強度在10倍以內變化。對於吸水率小的塑料，試驗受濕度的影響不顯著；對聚酰胺那樣吸水性強的材料，由於吸水，應力－應變曲線變化顯著，這些水分子起到了聚酰胺分子增塑劑的作用，使材料軟化。

    又如材料的沖擊性能測試依賴於溫度。在低溫下，沖擊強度急劇降低；相反在較高的測試溫度下，沖擊強度有明顯的提高；其沖擊強度均隨溫度的降低而降低。濕度對材料的沖擊強度也有影響，如尼龍類塑料在濕度較大時，其沖擊強度大大增加，在絕對乾燥的狀態下沖擊強度很低。

    試驗環境的溫濕度控制情況對試樣的阻隔性測試有明顯的影響，尤其是溫度對阻隔性測試的影響最為顯著，可以參閱 2005年2月21日蘭光實驗室論壇文章《溫度變化對材料阻隔性的影響》。一般來講濕度對材料性質的影響不像溫度波動那麼明顯（吸濕性材料除外），因此可不對環境濕度做過多要求，通常狀況下僅控制試驗環境的溫度就可以了。

4、國內實驗室環境的現狀

    我國的軟包材檢測機構主要有國家級檢測機構、教學研究機構、各類質檢部門等，但是實驗室環境條件參差不齊，有的可以達到精確控溫的要求，有的控溫情況就稍差一點。

    常見的控溫方法有以下兩種：采用全套的實驗室環境控制系統（采用這種控制系統的國內實驗室非常少）、以及使用空調控溫（常見的控溫方法）。其中前者的控溫效果非常好，相比之下後者就要差一些了，尤其是在每年的春秋兩季，室內外溫差較小，控溫很難。溫度波動會對軟包材物理性能的檢測帶來顯著的影響，控溫不好，同一指標的測試數據易出現較大的波動性，通常表現為數據穩定性不好，因此在這種試驗環境下評價某種檢測設備的精度以及數據重復性都是沒有意義的。如果實驗室的壁厚較大，而且所處位置的溫度波動相對較小（例如背陰的房間），通過空調控溫還是能夠達到比較理想的控溫效果的。

5、試驗環境的必要性

    按照國標 GB/T 2918的要求在對塑料進行檢測時需在規定的標准環境下進行。如果在非標准的環境下檢測材料的物理性能，所獲得的試驗結果必定會與按照標准環境進行的檢測結果有一定的差別，這樣在不同的試驗條件下得到的試驗結果是沒有可比性的。標准環境的規定一方面是用來規范試驗環境，另一方面是為了使得各檢測機構出具的試驗結果具有可比性，因此，實現試驗環境的精確控制是很有必要的。

    然而要實現試驗環境的控制並不一定非要從控制實驗室環境入手，選擇具有溫濕度自控功能的設備也是一種非常有效的方法。例如Labthink蘭光推出的VAC-V1氣體滲透儀、TSY-T1、T2、T3透濕性測試儀都具有室溫～50℃自控溫功能。