芳香氣體透過(guò)性檢測(cè)方法

芳香氣體廣泛存在于食品、藥品、化妝品和各種日化產(chǎn)品中，例如風(fēng)味小吃、白酒、香料、中藥材、膏藥、香水、香皂、洗發(fā)水等等。與無(wú)機(jī)氣體和水蒸氣不同的是，多數(shù)芳香氣體是由產(chǎn)品自身散發(fā)出來(lái)的，而且更是這些產(chǎn)品的重要品質(zhì)和主要功能(有些也是唯一功能)。而對(duì)于這些產(chǎn)品來(lái)講，芳香氣體的存在起著極其重要的作用，散失或增加都會(huì)直接影響到產(chǎn)品的品質(zhì)和銷(xiāo)售，因而芳香氣體種類(lèi)以及濃度的保持成為衡量這些產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。然而，實(shí)現(xiàn)芳香氣體透過(guò)性的檢測(cè)一直是一個(gè)世界難題，目前Labthink氣體滲透實(shí)驗(yàn)室正全力進(jìn)行該項(xiàng)測(cè)試的檢測(cè)研發(fā)工作。

1. 芳香氣體透過(guò)性的測(cè)試必要性

我們這里所說(shuō)的氣味、芳香氣體指的是各類(lèi)有機(jī)氣體，而并非只是傳統(tǒng)意義上所講的芳香族化合物，它們與產(chǎn)品品質(zhì)之間有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。有時(shí)它們是真正的“產(chǎn)品”，例如對(duì)于香水、清新劑等產(chǎn)品來(lái)講，倘若芳香氣體散失了，則真正出售的“產(chǎn)品”也就消失了，對(duì)于一些藥品來(lái)講也是同樣的，例如膏藥氣味的喪失相當(dāng)于藥效的喪失。有時(shí)它們是銷(xiāo)售的關(guān)鍵，例如對(duì)于“風(fēng)味”食品、特產(chǎn)、或者高檔煙酒等。有時(shí)它們可以左右銷(xiāo)售情況，例如對(duì)于絕大多數(shù)化妝品來(lái)講，不同的氣味也會(huì)影響銷(xiāo)售情況，如果產(chǎn)品的香氣散失，即使產(chǎn)品的使用功能完好也可能無(wú)法售出了。此外，以上這些產(chǎn)品還有一個(gè)共同的敵人就是包裝外界的“異味”，異味的微小滲入可能會(huì)直接影響到包裝內(nèi)的氣味，使得產(chǎn)品失去銷(xiāo)售、使用的價(jià)值。因此，在對(duì)于這些具有特殊氣味的產(chǎn)品進(jìn)行包裝時(shí)必須選擇具有優(yōu)良芳香氣體阻隔性的材料，以防止芳香氣體的逸散和異味的滲入。

2. 芳香氣體透過(guò)性的測(cè)試現(xiàn)狀

在芳香氣體對(duì)包裝材料的滲透過(guò)程中，擴(kuò)散系數(shù)D和溶解度系數(shù)S會(huì)受聚合物里滲透質(zhì)的影響，屬于非菲克型滲透。最突出的表現(xiàn)是材料會(huì)由于滲透質(zhì)和聚合物之間的內(nèi)部反應(yīng)而引起聚合物結(jié)構(gòu)內(nèi)溶脹及其它變化。表現(xiàn)為隨滲透時(shí)間的增長(zhǎng)，實(shí)際測(cè)試滲透量與預(yù)計(jì)的FICK曲線的偏離程度將越來(lái)越大(而菲克型滲透的氣體滲透量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)將會(huì)與預(yù)計(jì)的FICK曲線很好地重合在一起)，如圖1所示。

圖1. 非菲克型滲透示意圖

芳香氣體透過(guò)性測(cè)試方法適用于測(cè)定塑料薄膜、片材等材料的芳香氣體透過(guò)性。其測(cè)試原理是在一定溫度下，將試樣放入滲透腔中，并利用試樣將滲透腔隔為兩部分，一側(cè)為芳香氣體高濃度側(cè)，維持特定的芳香氣體濃度;另一側(cè)為芳香氣體低濃度側(cè)，用載氣流持續(xù)吹掃以保證試樣兩側(cè)維持一定的芳香氣體濃度差。滲透通過(guò)試樣的芳香氣體進(jìn)入低濃度側(cè)并被載氣流攜帶離開(kāi)滲透腔，由檢測(cè)系統(tǒng)完成載氣中芳香氣體的含量測(cè)定，并計(jì)算出試樣的芳香氣體滲透量。

實(shí)際進(jìn)行芳香氣體檢測(cè)還會(huì)遇到很多問(wèn)題，例如芳香氣體在滲透過(guò)程中可能會(huì)與軟包裝材料發(fā)生反應(yīng)，使得檢測(cè)更加復(fù)雜。而且與透氣、透濕檢測(cè)相比，芳香氣體透過(guò)性檢測(cè)涉及的檢測(cè)領(lǐng)域更寬，不僅包括阻隔性檢測(cè)、高分子材料，同時(shí)還涉及到物質(zhì)分析。因此，無(wú)論是試驗(yàn)方法的確立還是檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)發(fā)，芳香氣體透過(guò)性測(cè)試的難度都遠(yuǎn)比當(dāng)前的常規(guī)阻隔性檢測(cè)要大很多。而且，要研究材料的芳香氣體透過(guò)性、開(kāi)展芳香氣體透過(guò)性測(cè)試還必須具備深厚的滲透研究理論基礎(chǔ)和阻隔性檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)。

3. 氣味滲透實(shí)驗(yàn)室

如今，隨著阻隔性檢測(cè)的普及以及消費(fèi)者、生產(chǎn)廠家對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)注度的普遍提高，很多新的檢測(cè)需求逐漸顯露出來(lái)。對(duì)于食品、藥品、化妝品、日用化工等行業(yè)來(lái)講，盡管芳香氣體的透過(guò)不一定能使產(chǎn)品發(fā)生變質(zhì)，影響其衛(wèi)生指標(biāo)，但是它能夠成為左右產(chǎn)品銷(xiāo)量的關(guān)鍵，因而芳香氣體透過(guò)性的檢測(cè)需求非常廣闊。

Labthink是國(guó)際最先涉足阻隔性測(cè)試領(lǐng)域的包裝材料檢測(cè)設(shè)備制造商，對(duì)于常規(guī)氣體和水蒸氣滲透有著豐富的檢測(cè)和研究經(jīng)驗(yàn)，并且也是國(guó)際最早嘗試開(kāi)展芳香氣體透過(guò)性檢測(cè)的專(zhuān)業(yè)公司。Labthink始終把滿足客戶需求和不斷豐富最先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)作為自己的發(fā)展目標(biāo)和方向，因此在過(guò)去的十余年中Labthink在阻隔性理論研究和設(shè)備研發(fā)上投入了大量的人力物力，不但研發(fā)了一系列阻隔性檢測(cè)設(shè)備，同時(shí)還取得了數(shù)項(xiàng)非常有價(jià)值的研究成果。如今，為滿足廣大客戶對(duì)于檢測(cè)芳香氣體透過(guò)性的需求，Labthink于2007年專(zhuān)門(mén)研發(fā)了一款用于芳香氣體滲透性能檢測(cè)的設(shè)備OPT-01有機(jī)氣體滲透儀，可以實(shí)現(xiàn)各種苯類(lèi)、酯類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)等有機(jī)氣體對(duì)薄膜滲透量的定量檢測(cè)，同時(shí)專(zhuān)門(mén)建立了氣味滲透實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行芳香氣體透過(guò)性的研究、檢測(cè)和服務(wù)，以期通過(guò)檢測(cè)包裝材料對(duì)于芳香氣體的阻隔性來(lái)改善對(duì)氣味有特殊要求的產(chǎn)品的實(shí)際包裝效果并合理控制包裝成本。氣味滲透實(shí)驗(yàn)室目前正在進(jìn)行由Labthink獨(dú)自開(kāi)發(fā)的儀器法有機(jī)氣體滲透定量檢測(cè)項(xiàng)目，同時(shí)進(jìn)行有機(jī)氣體對(duì)高分子聚合物的滲透機(jī)理研究、檢測(cè)。通過(guò)該項(xiàng)目的開(kāi)展期望可以獲得有效的檢測(cè)與控制解決方案，為食品、化妝品等氣味保持包裝提供質(zhì)量控制手段。

4. 總結(jié)

芳香氣體對(duì)于包裝材料的滲透過(guò)程與常規(guī)氣體、水蒸氣的滲透過(guò)程不同，然而包裝材料的芳香氣體透過(guò)量卻能夠成為左右產(chǎn)品銷(xiāo)量的關(guān)鍵，因此市場(chǎng)對(duì)于檢測(cè)芳香氣體透過(guò)性的需求增長(zhǎng)很快。Labthink氣味滲透實(shí)驗(yàn)室自建立之初就致力于進(jìn)行芳香氣體透過(guò)性的研究和檢測(cè)，同時(shí)為客戶提供檢測(cè)服務(wù)，為有香味保存要求的包裝在材料選擇以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面提供更多的支持。