氧气透过率(OTR)就是:在规定的温度、湿度条件下,每平方米包装材料每天允许透过的氧气体积,常用单位 cm³/(m²·24h)。数值越小,材料的阻氧能力越强。
类比:把包装膜想象成一堵“墙”,氧气是不断想挤进来的“入侵者”;OTR 就是每天能成功挤进来的氧气总量。墙越致密(高阻隔材料),挤进来的越少,里面的东西“坏”得越慢。
标准里的定义
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》第 3.1 条将氧气透过率定义为:“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”,常用单位为 cm³/(m²·24h)。美国 ASTM D3985-17《用库仑传感器测定塑料薄膜和薄片氧气透过率的标准试验方法》第 3.1.3 条定义为:在试验条件下,单位时间内透过塑料薄膜两平行表面单位面积的氧气量,SI 单位为 mol/(m²·s),1 个标准大气压差下的常用单位为 cm³/(m²·24h)。
单位与典型量级
高阻隔材料(铝箔复合膜、EVOH 共挤膜)的 OTR 可以低于 1 cm³/(m²·24h);中等阻隔的尼龙(PA)膜约为几十;普通 PE、PP 单层膜可达数千。富脂食品、婴儿配方奶粉、对氧敏感的药品通常要求高阻隔包装,否则会出现油脂酸败、营养流失、药效下降等问题。
测定方法:库仑电量法
试样把测试腔分成两半:一侧通入流动的氧气,另一侧用氮气作载气,把透过的氧分子带入库仑传感器;氧在传感器电极上发生反应产生电流,电流大小与透氧量成正比,直接换算出 OTR。对应标准:ASTM D3985(美国)、GB/T 19789(中国)、ISO 15105-2(国际)。该方法灵敏度高,是高阻隔材料的主流检测手段。
与 WVTR、GTR 的关系
三者同属包装阻隔性能家族:WVTR 测水蒸气透过率,GTR 用压差法测多种气体,OTR 专测氧气。多数药包材、食品包装产品标准会同时规定其中两项以上,因此质检实验室通常需要配套相应的检测仪器。
引用来源
- 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》,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布(全国包装标准化技术委员会归口);
- ASTM D3985-17, Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor,ASTM International 发布;
- ISO 15105-2《塑料薄膜和薄片 气体透过性测定 第 2 部分:等压法》,国际标准化组织(ISO)发布。
- 以上为本文术语定义与检测方法的主要权威依据。
