摘要: 本文通過對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分類、要求以及NIST對薄膜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的介紹，對透氣性測試標(biāo)定參考膜的來源、要求以及應(yīng)用進(jìn)行綜合介紹。
關(guān)鍵詞：等壓法，標(biāo)定，參考膜，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
標(biāo)定必須采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或者標(biāo)準(zhǔn)量具，因此包裝材料的阻隔設(shè)備的標(biāo)定曾經(jīng)一度是困擾該項(xiàng)檢測發(fā)展的一個因素，如今
阻隔性檢測的標(biāo)定方法已經(jīng)非常明朗，可使用參考膜、標(biāo)準(zhǔn)氣體標(biāo)定或者使用壓力計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)砝碼等標(biāo)準(zhǔn)量具標(biāo)定。
參考膜（Reference Material）是一種已知透氣量等阻隔性參數(shù)的薄膜，而且能通過一系列的檢測保證在一定時期內(nèi)其阻隔性能不會出現(xiàn)迅速的變化并且材料自身性能穩(wěn)定。參考膜是阻隔性檢測中所*的一種標(biāo)定用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，在其他領(lǐng)域中很少應(yīng)用。本文將從參考膜的用途、選擇條件以及實(shí)際使用幾方面對這一新型的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行綜合介紹。
1．參考膜的作用
首先，統(tǒng)一測試數(shù)據(jù)體系，使不同方法間的測試數(shù)據(jù)具有可比性可以說是參考膜應(yīng)用的根本需要。*，在阻隔性檢測中，每一項(xiàng)阻隔性測試指標(biāo)都有不止一種檢測方法。例如，透氣性檢測有壓差法和等壓法，透濕性檢測有稱重法、紅外法、電解法等。尤其是對于材料的透氣性檢測，在檢測環(huán)境以及檢測原理上壓差法與等壓法都存在著非常明顯的不同，這種差異直接影響到兩種方法的測試數(shù)據(jù)，因此不同測試方法之間的測試數(shù)據(jù)比對存在障礙，而通過參考膜能夠統(tǒng)一各種方法的測試數(shù)據(jù)，增強(qiáng)測試方法間的數(shù)據(jù)可比性。
其次，判斷設(shè)備元器件的工作狀態(tài)、標(biāo)定設(shè)備數(shù)據(jù)體系、延長等壓法傳感器的有效使用時間是參考膜更廣泛的應(yīng)用需要。如等壓法中采用的氧傳感器會隨著使用時間的延長而出現(xiàn)損耗，僅僅依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)判定傳感器的損耗情況太過主觀因而并不可取。使用參考膜進(jìn)行測試并將測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對就可以輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作狀態(tài)的判定，在實(shí)際應(yīng)用中獲得了廣泛的好評。而且當(dāng)?shù)葔悍ㄔO(shè)備的氧傳感器損耗達(dá)到一定程度并對測試數(shù)據(jù)產(chǎn)生明顯影響時，利用參考膜的標(biāo)準(zhǔn)值還可以起到標(biāo)定設(shè)備數(shù)據(jù)體系、延長傳感器有效使用時間的作用。
2．參考膜的選擇條件
由于薄膜在制造過程中工序比較復(fù)雜，因此影響參考膜阻隔性參數(shù)穩(wěn)定性的因素也比較多。綜合起來，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)機(jī)構(gòu)需要對薄膜的物理性能穩(wěn)定性、測試數(shù)據(jù)重復(fù)性、以及有效保存時間等幾個方面進(jìn)行系統(tǒng)檢測，只有各個方面都達(dá)到要求，才能正式作為參考膜用于阻隔性設(shè)備的測試穩(wěn)定性判定以及數(shù)據(jù)校正。
通過資料證實(shí)，等壓法透氧性測試標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 3985中要求采用的標(biāo)定用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)協(xié)會（NIST）發(fā)行的SRM 1470: POLYESTER FILM FOR OXYGEN GAS TRANSMISSION MEASUREMENTS（用于氧氣透過測試的聚酯薄膜）。
3．參考膜介紹
3.1 SRM 1470
由美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)協(xié)會（NIST）發(fā)行SRM1470選用了厚度為23μm的PET薄膜。這種材料可以保持穩(wěn)定的O2GTR 值，在1個大氣壓的壓差下試驗(yàn)得到的試驗(yàn)結(jié)果是63.8cm3（STP）/（m2·d·atm） ，測試數(shù)據(jù)采用由計(jì)算機(jī)控制的壓差法滲透測試裝置來獲得。
NIST*中對于SRM 1470的用途有如下描述：已確定的氮?dú)?、氧氣、二氧化碳以及氦氣的滲透數(shù)值，與采用常規(guī)技術(shù)包括壓差法、體積法和庫侖法而獲得的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，SRM標(biāo)準(zhǔn)參考材料用于統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化壓差法、體積法、庫侖法等各種薄膜氣體透過率測試方法的用途。
3.2 Labthink PC薄膜
Labthink PC薄膜選用厚度為125μm的聚碳酸酯薄膜。在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件（1個大氣壓的測試壓差，23℃）下的透氧量是430.206 cm3/m2·24h·0.1MPa。長期試驗(yàn)驗(yàn)證該材料可以保持穩(wěn)定的阻隔性能。
蘭光阻隔性實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)對該材料進(jìn)行長達(dá)兩年的測試以考察材料性能的穩(wěn)定性，部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：
| 試驗(yàn)時間 | 試驗(yàn)次數(shù) | 測試溫度 （℃） | 平均透氧量測試數(shù)據(jù)（cm3/m2·24h·0.1MPa） |
| 2005-7-6～8 | 3 | 40 | 635.512 |
| 2005-7-14～16 | 3 | 40 | 624.805 |
| 2005-7-25～27 | 3 | 40 | 635.463 |
| 2005-8-11～12 | 3 | 40 | 632.385 |
| 2005-11-18～22 | 3 | 40 | 617.000 |
此組試驗(yàn)中采用的PC薄膜均是取自同一批材料。測試數(shù)據(jù)顯示該材料的阻隔性能隨儲存時間的延長并沒有出現(xiàn)變化，而且通過其他方面的力學(xué)檢測可知，該材料具有很好的物理性能穩(wěn)定性。在2006年以及2007年，蘭光阻隔性實(shí)驗(yàn)室還對該材料進(jìn)行了不同溫度（10℃～50℃）、不同測試壓力差（0.03 MPa～0.15MPa）等條件下的檢測，測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定性以及重復(fù)性都非常好。
4．總結(jié)
對于透氣性測試來講，壓差法與等壓法之間測試數(shù)據(jù)的不一致以及等壓法氧傳感器在使用過程中出現(xiàn)的損耗都促使標(biāo)定成為決定測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的首要因素。薄膜是參考膜標(biāo)定中采用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，只有選擇穩(wěn)定有效的參考膜，才能獲得有效的標(biāo)定數(shù)據(jù)。
