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守护品质与安全的关键哨兵:深入解析氧气透过率测试仪
发布时间:2025-07-31

在琳琅满目的超市货架背后,在确保药品疗效的严格管控中,甚至在尖端科技材料的研发实验室里,有一个关键指标常常被普通消费者忽视,却对产品的保质期、安全性和性能起着决定性作用——那就是包装材料或阻隔材料对氧气的阻隔能力。而精准测量这一能力的裁判官,便是氧气透过率测试仪(Oxygen Transmission Rate Tester, 简称OTR Tester

一、      核心概念:氧气透过率(OTR)是什么?

定义: 氧气透过率是指在特定的温度、湿度条件下,单位时间内氧气透过单位面积薄膜或包装材料的总量。其标准单位通常为 cm³/(m²·d·atm) (立方厘米每平方米每天每标准大气压)  cc/(m²·day) (在特定压差下)

意义: OTR值直接反映了材料阻隔氧气的能力。OTR值越低,意味着材料对氧气的阻隔性能越好。这对于防止内容物氧化变质至关重要。

 

二、 为何测量OTR至关重要?

保障食品安全与延长保质期: 氧气是导致食品(尤其是油脂、坚果、零食、烘焙食品、肉类、乳制品)氧化酸败、变色、营养流失、微生物繁殖的主要元凶。精准的OTR测试是选择合适包装材料、设计有效包装方案、预测和确保食品货架期的科学依据。

 

确保药品/医疗器械安全有效: 许多药品和医疗器械对氧气极其敏感,氧气会导致其活性成分降解、失效甚至产生有害物质。高阻隔包装(如泡罩包装、铝塑复合袋)的OTR测试是药品稳定性研究和GMP合规性的关键环节。

 

化工产品防护: 某些精细化工品、电子元件、金属制品等也需要阻隔氧气以防氧化腐蚀或性能下降。

 

材料研发与质量控制: 在包装材料(塑料薄膜、复合膜、铝箔、镀铝膜、共挤膜)、阻隔涂层、弹性体密封件、新能源电池阻隔膜等研发和生产领域,OTR是评价新材料性能、优化工艺、进行来料检验和出厂质量控制的核心指标。

 

符合法规与标准: 国内外(如ISO, ASTM, GB/T, JIS等)均有针对不同材料和应用领域的OTR测试标准,合规性测试是产品上市流通的前提。

三、 氧气透过率测试仪的工作原理

虽然具体技术细节因仪器型号和遵循标准而异,但主流方法(如库仑法/电量分析法、等压法)的核心流程可概括为:

样品制备: 将被测材料(薄膜或制成包装件)固定在测试腔体中间,将其分隔成两个独立腔室。

 

建立氧气浓度梯度: 一个腔室(高压侧)通入高纯度氧气或一定比例的氧气/氮气混合气,形成高氧分压环境。另一个腔室(低压侧)通入高纯度载气(如氮气),并维持低压或常压,形成低氧分压环境。氧气会自然地从高压侧透过材料向低压侧扩散。

 

检测透过的氧气: 这是核心差异点:

 

库仑法(常用且精确): 低压侧的载气携带透过的氧气进入一个装有特殊电解液的传感器(库仑传感器)。氧气在传感器内发生电化学反应,产生与氧气量严格成比例的微弱电流。通过精确测量这个电流值,即可计算出单位时间内透过的氧气量。

 

等压法: 低压侧通常维持常压,透过的氧气由高灵敏度氧传感器(如燃料电池传感器)直接检测浓度变化,结合载气流速计算透过率。

 

计算与输出: 仪器内部的软件系统根据检测到的氧气量、测试面积、测试时间、两侧的压差以及温湿度条件,自动计算出材料的氧气透过率(OTR值)并输出报告。

四、 测试方法的主要类型

薄膜/片材测试: 测试平板状材料样品。需遵循如 ASTM D3985, ISO 15105-1/2, GB/T 1038, JIS K7126-B 等标准。

包装容器测试: 测试瓶、袋、罐、盒、托盘等成型包装件整体的氧气阻隔性能。需遵循如 ASTM F1307, ISO 15105-3, GB/T 31354 等标准。这对评估真实包装的密封完整性和整体阻隔效果更直接。

五、 选择测试仪的关键考量因素

测试范围: 仪器能准确测量的OTR值范围(从高阻隔到低阻隔)。

精度与重复性: 测量结果的准确度和稳定性。

遵循标准: 是否支持用户所需遵循的国际、国家或行业标准。

测试效率: 单次测试时间、是否支持多通道并行测试。

样品适应性: 是否支持薄膜和包装件测试,样品尺寸范围。

温湿度控制: 能否精确控制和模拟不同温湿度条件(这对许多材料OTR值影响巨大)。

自动化与易用性: 操作界面、自动化程度、维护便利性。

数据管理与报告: 软件功能是否强大,报告输出是否便捷规范。

售后服务与技术支持: 供应商的专业能力和响应速度。

六、 关注行业动态

随着消费者对食品安全、药品安全和产品品质的要求不断提高,以及新材料技术的飞速发展(如可降解包装、超高阻隔纳米涂层、柔性电子封装),对包装阻隔性能的要求日益严苛。氧气透过率测试仪作为关键的检测工具,其技术也在不断进步,向更高精度、更快速度、更智能化、更符合多标准兼容的方向发展。

行业代表企业:广州首诺科学仪器有限公司

在精密气体透过率测试领域,广州首诺科学仪器有限公司是一家值得关注的专业供应商。公司致力于为食品、药品、包装、新能源、电子、化工、科研及质检机构等行业提供高性能、高可靠性的气体透过率测试解决方案,其核心产品之一正是氧气透过率测试仪(OTR Tester

 

技术实力: 首诺科学仪器通常掌握核心的库仑法/电量分析法等主流测试技术,其仪器设计注重精确的温度、湿度控制(如内置高精度温湿度腔),以确保测试结果符合国际标准(如ISOASTMGB等)的要求,数据准确可靠。

 

产品系列: 公司产品线往往覆盖不同需求,可能包括适用于薄膜/片材测试的标准型号,以及专门用于瓶、袋、盒等成型包装容器整体阻隔性测试的型号。部分高端型号可能具备多测试腔并行能力,显著提升实验室效率。

 

应用服务: 作为专业仪器供应商,首诺科学仪器通常不仅提供硬件设备,还注重提供应用方法开发、标准咨询、技术培训等全方位的支持服务,帮助用户解决实际测试难题。

 

市场定位: 专注于气体透过率测试这一细分领域,以专业性和服务深耕市场,在相关行业用户中建立了一定的口碑和客户基础。其仪器广泛应用于产品质量控制、研发创新及合规性检测等关键环节。

广州首诺科学仪器有限公司的存在和发展,体现了中国市场在高端精密检测仪器领域本土化服务能力的提升,为国内众多企业保障产品质量安全、提升研发效率、满足国内外法规要求提供了有力的设备和技术支持。

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