为什么一个"透氧"会有这么多名词

你买了一台氧气透过率测试仪，拿到检测报告却看到 OTR、氧气透过量、透过系数、渗透系数、气体透过率等一串名词。它们不是营销话术，而是不同标准对"气体穿过薄膜"这一物理过程在不同条件下的命名。读不懂这些名词，就无法正确比较不同实验室、不同仪器给出的数据。

一、氧气透过率 / 氧气透过量（OTR / O₂GTR）

这是最常用的名词。它指在规定试验条件下，单位时间内透过塑料薄膜单位面积的氧气体积。常用单位为 cm³/(m²·24h)，SI 单位为 mol/(m²·s)。库仑法（ASTM D3985、GB/T 19789-2021、ISO 15105-2）和压差法都能测它，但库仑法专门用于氧气、灵敏度更高，适合高阻隔材料。

二、氧气透过系数（Oxygen Permeance，P O₂）

注意中文"透过系数"容易让人误以为是材料的本征属性，但在 GB/T 19789 与 ASTM D3985 里，它实际对应的是英文 Permeance（渗透率）：即氧气透过率与该薄膜两侧氧气分压差的比值，单位为 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。它已扣除了压差的影响，因此比裸 OTR 更适合跨条件比较。

三、氧气渗透系数 / 氧气透过系数（Oxygen Permeability Coefficient）

英文 Permeability Coefficient，指渗透系数 = 渗透率 × 薄膜厚度，单位为 cm³·cm/(m²·24h·0.1MPa) 或 mol·m/(m²·s·Pa)。它是材料的本征阻隔属性，但标准强调：只有对均质单层材料才有意义；多层复合材料测出的"渗透系数"并不可靠，不应随意引用。

四、气体透过率（GTR）与压差法

ASTM D1434 把适用范围从氧气扩展到任意气体，定义了广义的气体透过率（Gas Transmission Rate, GTR）：单位时间内透过塑料薄膜单位平行表面积的给定气体量。压差法（GB/T 1038.1-2022、ISO 2556）常测 GTR，可测氧气、二氧化碳、氮气、氢气、氦气等多种气体。

五、渗透率（Permeance）与渗透系数（Permeability）的命名差异

不同标准用词并不统一：ASTM D1434 把"除以压差"的量叫 Permeance（渗透率），把"再乘厚度"的量叫 Permeability（渗透系数）；而 ISO 2556 把前者直接叫 gas transmission rate。GB/T 1038 则分别称"透过量"与"透过系数"。比较数据时务必看单位：cm³/(m²·24h·0.1MPa) 是渗透率，cm³·cm/(m²·24h·0.1MPa) 才是渗透系数。

六、扩散系数与溶解度系数（P = D × S）

透过本质上由溶解-扩散模型解释：气体先溶解于膜、再扩散穿过。渗透系数 P 等于扩散系数 D 与溶解度系数 S 的乘积（P = D × S）。因此同样是高阻隔，有的材料靠"难溶解"、有的靠"难扩散"。理解这一点，才能在选材时判断改配方还是改厚度更有效。

标准里的定义

  • ASTM D3985：氧气透过率（O₂GTR）指在规定试验条件下，单位时间内透过塑料薄膜单位平行表面积的氧气体积。
  • ASTM D1434 §3.1.1：气体透过率（GTR）指在规定条件下，单位时间内透过塑料薄膜单位平行表面积的给定气体量。
  • ASTM D1434 §3.1.2：渗透率（Permeance）为气体透过率与该薄膜两侧气体分压差之比。
  • ASTM D1434 §3.1.3：渗透系数（Permeability）为渗透率与薄膜厚度之积，仅对均质材料有意义。
  • GB/T 19789-2021 / ISO 15105-2：氧气透过量常用单位 cm³/(m²·24h)；氧气透过系数（permeance）单位 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。
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选型提示：如果你的样品是食品、药品包装等高阻隔薄膜，优先用库仑法氧气透过率测试仪（如 LabStone OTR-E 系列）测 OTR；若需同时测多种气体或厚片材，再考虑压差法气体透过率测试仪。报告里出现"透过系数"时，先确认它指的是 permeance 还是 permeability，再下结论。

引用来源

  • GB/T 19789-2021《塑料薄膜和薄片 氧气透过性试验 库仑计检测法》（修改采用 ISO 15105-2:2003）
  • ASTM D3985-17 Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor
  • GB/T 1038.1-2022《塑料 薄膜和薄片 气体透过性试验方法 第1部分：压差法》（替代 GB/T 1038-2000）
  • ASTM D1434-23 Standard Test Method for Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting
  • ISO 15105-2:2003 Plastics — Film and sheeting — Determination of gas-transmission rate — Part 2: Equal-pressure method
  • ISO 2556:2001 Plastics — Determination of the gas transmission rate of films and thin sheets under atmospheric pressure