在琳瑯滿目的超市貨架背后,在確保藥品療效的嚴(yán)格管控中,甚至在尖端科技材料的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室里,有一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)常常被普通消費(fèi)者忽視,卻對產(chǎn)品的保質(zhì)期、安全性和性能起著決定性作用——那就是包裝材料或阻隔材料對氧氣的阻隔能力。而精準(zhǔn)測量這一能力的“裁判官”,便是氧氣透過率測試儀(Oxygen Transmission Rate Tester, 簡稱OTR Tester)。

一、 核心概念:氧氣透過率(OTR)是什么?
定義: 氧氣透過率是指在特定的溫度、濕度條件下,單位時(shí)間內(nèi)氧氣透過單位面積薄膜或包裝材料的總量。其標(biāo)準(zhǔn)單位通常為 cm³/(m²·d·atm) (立方厘米每平方米每天每標(biāo)準(zhǔn)大氣壓) 或 cc/(m²·day) (在特定壓差下)。
意義: OTR值直接反映了材料阻隔氧氣的能力。OTR值越低,意味著材料對氧氣的阻隔性能越好。這對于防止內(nèi)容物氧化變質(zhì)至關(guān)重要。
二、 為何測量OTR至關(guān)重要?
保障食品安全與延長保質(zhì)期: 氧氣是導(dǎo)致食品(尤其是油脂、堅(jiān)果、零食、烘焙食品、肉類、乳制品)氧化酸敗、變色、營養(yǎng)流失、微生物繁殖的主要元兇。精準(zhǔn)的OTR測試是選擇合適包裝材料、設(shè)計(jì)有效包裝方案、預(yù)測和確保食品貨架期的科學(xué)依據(jù)。
確保藥品/醫(yī)療器械安全有效: 許多藥品和醫(yī)療器械對氧氣極其敏感,氧氣會導(dǎo)致其活性成分降解、失效甚至產(chǎn)生有害物質(zhì)。高阻隔包裝(如泡罩包裝、鋁塑復(fù)合袋)的OTR測試是藥品穩(wěn)定性研究和GMP合規(guī)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
化工產(chǎn)品防護(hù): 某些精細(xì)化工品、電子元件、金屬制品等也需要阻隔氧氣以防氧化腐蝕或性能下降。
材料研發(fā)與質(zhì)量控制: 在包裝材料(塑料薄膜、復(fù)合膜、鋁箔、鍍鋁膜、共擠膜)、阻隔涂層、彈性體密封件、新能源電池阻隔膜等研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域,OTR是評價(jià)新材料性能、優(yōu)化工藝、進(jìn)行來料檢驗(yàn)和出廠質(zhì)量控制的核心指標(biāo)。
符合法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn): 國內(nèi)外(如ISO, ASTM, GB/T, JIS等)均有針對不同材料和應(yīng)用領(lǐng)域的OTR測試標(biāo)準(zhǔn),合規(guī)性測試是產(chǎn)品上市流通的前提。
三、 氧氣透過率測試儀的工作原理
雖然具體技術(shù)細(xì)節(jié)因儀器型號和遵循標(biāo)準(zhǔn)而異,但主流方法(如庫侖法/電量分析法、等壓法)的核心流程可概括為:
樣品制備: 將被測材料(薄膜或制成包裝件)固定在測試腔體中間,將其分隔成兩個(gè)獨(dú)立腔室。
建立氧氣濃度梯度: 一個(gè)腔室(高壓側(cè))通入高純度氧氣或一定比例的氧氣/氮?dú)饣旌蠚猓纬筛哐醴謮涵h(huán)境。另一個(gè)腔室(低壓側(cè))通入高純度載氣(如氮?dú)猓?,并維持低壓或常壓,形成低氧分壓環(huán)境。氧氣會自然地從高壓側(cè)透過材料向低壓側(cè)擴(kuò)散。
檢測透過的氧氣: 這是核心差異點(diǎn):
庫侖法(常用且精確): 低壓側(cè)的載氣攜帶透過的氧氣進(jìn)入一個(gè)裝有特殊電解液的傳感器(庫侖傳感器)。氧氣在傳感器內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生與氧氣量嚴(yán)格成比例的微弱電流。通過精確測量這個(gè)電流值,即可計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)透過的氧氣量。
等壓法: 低壓側(cè)通常維持常壓,透過的氧氣由高靈敏度氧傳感器(如燃料電池傳感器)直接檢測濃度變化,結(jié)合載氣流速計(jì)算透過率。
計(jì)算與輸出: 儀器內(nèi)部的軟件系統(tǒng)根據(jù)檢測到的氧氣量、測試面積、測試時(shí)間、兩側(cè)的壓差以及溫濕度條件,自動(dòng)計(jì)算出材料的氧氣透過率(OTR值)并輸出報(bào)告。
四、 測試方法的主要類型
薄膜/片材測試: 測試平板狀材料樣品。需遵循如 ASTM D3985, ISO 15105-1/2, GB/T 1038, JIS K7126-B 等標(biāo)準(zhǔn)。
包裝容器測試: 測試瓶、袋、罐、盒、托盤等成型包裝件整體的氧氣阻隔性能。需遵循如 ASTM F1307, ISO 15105-3, GB/T 31354 等標(biāo)準(zhǔn)。這對評估真實(shí)包裝的密封完整性和整體阻隔效果更直接。
五、 選擇測試儀的關(guān)鍵考量因素
測試范圍: 儀器能準(zhǔn)確測量的OTR值范圍(從高阻隔到低阻隔)。
精度與重復(fù)性: 測量結(jié)果的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
遵循標(biāo)準(zhǔn): 是否支持用戶所需遵循的國際、國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
測試效率: 單次測試時(shí)間、是否支持多通道并行測試。
樣品適應(yīng)性: 是否支持薄膜和包裝件測試,樣品尺寸范圍。
溫濕度控制: 能否精確控制和模擬不同溫濕度條件(這對許多材料OTR值影響巨大)。
自動(dòng)化與易用性: 操作界面、自動(dòng)化程度、維護(hù)便利性。
數(shù)據(jù)管理與報(bào)告: 軟件功能是否強(qiáng)大,報(bào)告輸出是否便捷規(guī)范。
售后服務(wù)與技術(shù)支持: 供應(yīng)商的專業(yè)能力和響應(yīng)速度。
六、 關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài)
隨著消費(fèi)者對食品安全、藥品安全和產(chǎn)品品質(zhì)的要求不斷提高,以及新材料技術(shù)的飛速發(fā)展(如可降解包裝、超高阻隔納米涂層、柔性電子封裝),對包裝阻隔性能的要求日益嚴(yán)苛。氧氣透過率測試儀作為關(guān)鍵的檢測工具,其技術(shù)也在不斷進(jìn)步,向更高精度、更快速度、更智能化、更符合多標(biāo)準(zhǔn)兼容的方向發(fā)展。
行業(yè)代表企業(yè):廣州首諾科學(xué)儀器有限公司
在精密氣體透過率測試領(lǐng)域,廣州首諾科學(xué)儀器有限公司是一家值得關(guān)注的專業(yè)供應(yīng)商。公司致力于為食品、藥品、包裝、新能源、電子、化工、科研及質(zhì)檢機(jī)構(gòu)等行業(yè)提供高性能、高可靠性的氣體透過率測試解決方案,其核心產(chǎn)品之一正是氧氣透過率測試儀(OTR Tester)。

技術(shù)實(shí)力: 首諾科學(xué)儀器通常掌握核心的庫侖法/電量分析法等主流測試技術(shù),其儀器設(shè)計(jì)注重精確的溫度、濕度控制(如內(nèi)置高精度溫濕度腔),以確保測試結(jié)果符合國際標(biāo)準(zhǔn)(如ISO、ASTM、GB等)的要求,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。
產(chǎn)品系列: 公司產(chǎn)品線往往覆蓋不同需求,可能包括適用于薄膜/片材測試的標(biāo)準(zhǔn)型號,以及專門用于瓶、袋、盒等成型包裝容器整體阻隔性測試的型號。部分高端型號可能具備多測試腔并行能力,顯著提升實(shí)驗(yàn)室效率。
應(yīng)用服務(wù): 作為專業(yè)儀器供應(yīng)商,首諾科學(xué)儀器通常不僅提供硬件設(shè)備,還注重提供應(yīng)用方法開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)咨詢、技術(shù)培訓(xùn)等全方位的支持服務(wù),幫助用戶解決實(shí)際測試難題。
市場定位: 專注于氣體透過率測試這一細(xì)分領(lǐng)域,以專業(yè)性和服務(wù)深耕市場,在相關(guān)行業(yè)用戶中建立了一定的口碑和客戶基礎(chǔ)。其儀器廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品質(zhì)量控制、研發(fā)創(chuàng)新及合規(guī)性檢測等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
廣州首諾科學(xué)儀器有限公司的存在和發(fā)展,體現(xiàn)了中國市場在高端精密檢測儀器領(lǐng)域本土化服務(wù)能力的提升,為國內(nèi)眾多企業(yè)保障產(chǎn)品質(zhì)量安全、提升研發(fā)效率、滿足國內(nèi)外法規(guī)要求提供了有力的設(shè)備和技術(shù)支持。