有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，在壓差法中氣體壓力差的存在會影響軟包裝高分子聚合物的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，進(jìn)而會影響透氣性測試結(jié)果。為此，蘭光實驗室與湖南工業(yè)大學(xué)（株洲工學(xué)院）合作，針對“壓力差對聚合物透氣性能的影響”進(jìn)行項目研究。通過大量的實測數(shù)據(jù)分析，證明了壓差法中壓力差的存在不會影響材料的透氣性。
      一般，在透氣性測試過程中，對試樣結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控是很難實現(xiàn)的。所以要考證聚合物材料在壓差法中是否因為壓力差的存在而產(chǎn)生材料結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化，并對壓力差的存在與材料透氣性測試數(shù)據(jù)的關(guān)系進(jìn)行分析，需要借助試樣的可測性能指標(biāo)進(jìn)行判斷。
連續(xù)測試的數(shù)據(jù)重復(fù)性以及試樣厚度的變化量
        如果氣體壓力差對試樣微觀結(jié)構(gòu)的影響是使其由松散結(jié)構(gòu)變得更加緊湊，即將結(jié)構(gòu)松散的物質(zhì) “壓實”，以增加氣體透過的困難，那么材料經(jīng)受較長時間的壓力作用后其厚度會減小，同時透氣性測試數(shù)據(jù)應(yīng)隨連續(xù)測試次數(shù)的增加而呈現(xiàn)出減小的趨勢。在測試中，選擇了鋁箔復(fù)合膜、PET薄膜和PC薄膜這三種透氣性能分別屬于高阻隔、中阻隔和低阻隔的薄膜作為試樣，然后對同一試樣進(jìn)行連續(xù)多次透氣性測試，測試設(shè)備選用Labthink VAC-V1壓差法氣體滲透儀以及CHY-C2測厚儀。測試結(jié)果見表1。

注：透氧量的單位是ml/m2·24h·0.1MPa；厚度測量在試樣的有效試驗區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，
其他區(qū)域受真空酯的污染，測量意義不大。

        從表中可以看出，透氣性測試數(shù)據(jù)基本保持不變，并沒有出現(xiàn)隨測試次數(shù)增加而減小的趨勢，而且試樣的厚度在試驗前后也沒有變化，由此可以斷定，“氣體壓力差會使材料松散的結(jié)構(gòu)變得更加緊湊，進(jìn)而影響透氣性測試結(jié)果”的說法是不成立的。

不同壓力差與材料透氣量的關(guān)系 
        理論上，試樣的透氣量和透氣系數(shù)與壓力差是無關(guān)的，即在不同的壓力差下檢測同一種材料，測得的透氣量與透氣系數(shù)應(yīng)該是一致的。如果氣體壓力差對試樣微觀結(jié)構(gòu)的影響是破壞材料結(jié)構(gòu)，由此導(dǎo)致材料產(chǎn)生小的裂紋和針孔等缺陷，則測得的透氣量和滲透系數(shù)會隨著壓力差的增大而增大。相反地，如果材料兩側(cè)壓力差增大但透氣量和滲透系數(shù)保持不變，則可以證明壓力差的存在并沒有對材料的結(jié)構(gòu)帶來破壞。
        蘭光實驗室曾對8種十余件試樣在不同的氣體壓力差下進(jìn)行了大量的試驗，試驗選擇在壓力差為30kPa、50kPa、70kPa、90kPa、110kPa、130kPa和150kPa這7個測試點(diǎn)下進(jìn)行，在每個測試點(diǎn)下至少重復(fù)測試3遍，測試溫度均為40℃。選擇的試驗材料包括PC（125μm）、PC（175μm）、PET（12μm）、PET（23μm）、PET（25μm）、PA（35μm）、PE（40μm）、CPP（40μm）和OPP（38μm）等軟包裝材料中zui常用的高聚物，還進(jìn)行了PE/EVOH/PE（55μm）和PA/PE（80μm）等復(fù)合材料的檢測，材料涉及高、中、低阻隔性范圍，透氣量從1.5cm3/m2·24h·0.1MPa至7000cm3/m2·24h·0.1MPa。由于篇幅原因，實測數(shù)據(jù)可登陸Labthink查詢。在此僅對PC（125μm）和PC（175μm）的透氣量與試樣兩側(cè)壓力差之間的關(guān)系，以及PET（12μm）、PET（23μm）和PET（25μm）的滲透系數(shù)與試樣兩側(cè)壓力差之間的關(guān)系進(jìn)行對比，如圖1、圖2所示。從圖1、圖2可以明顯看出，壓差法中壓力差的存在及變化對試樣的透氣量以及滲透系數(shù)沒有影響。
 

圖1 PC薄膜透氣量與壓力差的關(guān)系（透氧量單位：cm3/m2·24h·0.1MPa）

圖2 PET薄膜滲透系數(shù)與壓力差的關(guān)系（滲透系數(shù)單位：（E-12）cm3·cm/cm2·s·cmHg）

IAPRI會議觀點(diǎn)以及同類研究進(jìn)展
           IAPRI 是包裝研究組織協(xié)會International Association of Packaging Research Institutes的縮寫，是范圍內(nèi)的包裝技術(shù)研究組織。在2007年度的IAPRI技術(shù)會議上，“壓力差對試驗數(shù)據(jù)不會產(chǎn)生影響”的結(jié)論得到了各國專家學(xué)者的肯定與廣泛認(rèn)同。 
          值得一提的是，南美智利的協(xié)會成員也進(jìn)行了與蘭光實驗室類似的學(xué)術(shù)研究，并得到了一致的結(jié)論。在其發(fā)表的《高壓處理對食品軟包裝材料機(jī)械性能、熱學(xué)性能及阻隔特性的影響》一文中，介紹了HPP處理過程對于食品軟包裝材料的機(jī)械性能、熱學(xué)性能以及阻隔性能三方面的影響，其中對“經(jīng)受高壓處理的材料的阻隔性能”的研究結(jié)果正好為蘭光實驗室的研究成果提供了補(bǔ)充。一方面，受試驗設(shè)備所限，蘭光實驗室的測試都是在通常的試驗壓力范圍內(nèi)，無法模擬高壓以及超高壓的情況。而在南美智利的研究中，壓力范圍得到了擴(kuò)大；另一方面，南美智利對于特殊涂層材料的研究可以給蘭光實驗室關(guān)于“涂層材料的阻隔性能是否會受到壓力差的影響”提供了寶貴數(shù)據(jù)。由于其在HPP處理中所施加的壓力是在壓差法測試中施加壓力的4000倍，而涂層材料在如此大的壓力下依然具有很好的阻隔性，由此表明了這些材料的透氣性在壓差法測試中不會受壓力差變化的影響。

總結(jié)

          綜上所述，對于絕大多數(shù)薄膜（包括復(fù)合薄膜），壓力不會對材料的阻隔性造成影響。對于部分涂層材料（例如鍍鋁薄膜），只有在施加極大的壓力（400MPa）時，其阻隔性能才會出現(xiàn)變化，但在壓差法的壓力差范圍內(nèi)（0.1MPa）是絕不會受到影響的。為了得到更科學(xué)、更全面的結(jié)論，目前蘭光實驗室還在進(jìn)行更寬范圍的試驗驗證。