摘要：基于西紅柿皮研究制成的綠色環(huán)保材料的應用將有利于減輕因使用塑料等不易降解、回收類(lèi)材料對環(huán)境造成的負擔。本文針對性的測試了基于西紅柿皮研制的薄膜材料對水蒸氣的阻隔性能，并通過(guò)對試驗原理、試驗過(guò)程及W3/031水蒸氣透過(guò)率測試儀設備參數、適用范圍的介紹，為此類(lèi)植物型環(huán)保材料防潮性能的研究提供參考。
關(guān)鍵詞：西紅柿皮，環(huán)保材料，防潮性能，阻隔性能，水蒸氣透過(guò)率，杯式法，稱(chēng)重法，水蒸氣透過(guò)率測試儀
1、意義
塑料類(lèi)高分子材料所具有的良好的柔韌性、阻隔性、易于攜帶、便于運輸等優(yōu)點(diǎn)在給人們帶來(lái)便利的同時(shí)，其所具有的不易回收、降解難且耗時(shí)長(cháng)等缺陷也給環(huán)境造成了極大的負擔。隨著(zhù)塑料制品應用普及率的逐漸提高，與塑料生產(chǎn)及報廢相關(guān)的環(huán)境問(wèn)題凸顯，如白色垃圾、海洋塑料微粒等。為了應對此類(lèi)環(huán)境問(wèn)題，除了盡量減少塑料制品使用外，替代塑料的環(huán)保型材料的研發(fā)及推廣應用亦迫在眉睫。
近年來(lái)，可降解的環(huán)境友好型材料的研究工作開(kāi)展的如火如荼，相關(guān)材料的推廣應用也初見(jiàn)效果，其中以植物資源制備的綠色環(huán)保材料是研究與應用的重點(diǎn)。例如，果實(shí)類(lèi)植物“西紅柿"極為常見(jiàn)，在生產(chǎn)番茄醬時(shí)所廢棄的大量西紅柿皮非常具有利用價(jià)值，已有意大利的研究人員證明西紅柿皮可用于制備可降解塑料袋，本文針對性的測試了基于西紅柿皮研制的薄膜材料的水蒸氣阻隔（透過(guò)）性能。
2、試驗樣品
本次試驗以經(jīng)過(guò)一定處理的西紅柿皮薄膜材料為試驗樣品，測試其水蒸氣透過(guò)率。
3、試驗依據
鑒于水蒸氣在西紅柿皮中的滲透能力較強，本次試驗采用杯式法原理測試樣品的阻隔性能，試驗依據為GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法 杯式法》。
4、試驗設備
本文采用W3/031水蒸氣透過(guò)率測試儀為試驗設備，該設備由濟南蘭光機電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。
4.1 試驗原理
杯式法原理，又被稱(chēng)為稱(chēng)重法原理，是指通過(guò)測試透濕杯的質(zhì)量變化情況得到所測試材料的水蒸氣透過(guò)率。根據透濕杯質(zhì)量的增加或減輕，本原理方法又可分為增重法與減重法兩種方法，這兩種方法均是利用裝夾的試樣將透濕杯內部環(huán)境與外部環(huán)境隔開(kāi)，通過(guò)控制透濕杯內、外濕度不同，實(shí)現水蒸氣的滲透，其中增重法透濕杯中放置一定量的干燥劑形成低濕條件，透濕杯外部為高濕環(huán)境，減重法是向透濕杯中加入一定量的蒸餾水形成高濕條件，透濕杯外部控制為低濕環(huán)境。水蒸氣從高濕側通過(guò)試樣滲透到低濕側，引起透濕杯質(zhì)量增加或減輕，當達到滲透平衡后，通過(guò)測試透濕杯質(zhì)量隨滲透時(shí)間的變化情況，計算試樣的水蒸氣透過(guò)率。
4.2 設備參數
本設備的測試范圍為0.1 ~ 10,000 g/(m2·24h)，測試精度為0.01 g/(m2·24h)；可實(shí)現3個(gè)試樣的同時(shí)測試，即一次試驗可得到3個(gè)試樣的試驗結果；試驗溫度范圍為15 ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃，試驗濕度為10%RH ~ 98%RH，控濕精度為±1%RH；標準吹掃風(fēng)速可保證透濕杯內外濕度差的恒定；提供標準膜和標準砝碼兩種快速校準方式，保證檢測數據的準確性和通用性；專(zhuān)(分隔)利機械結構設計的透濕杯稱(chēng)重方式有效保證了數據的準確性和穩定性；支持LystemTM實(shí)驗室數據共享系統，輕松實(shí)現實(shí)驗室測試數據的集中化和系統化管理；標定數據恢復功能，有效解決了由誤操作帶來(lái)的不利影響，最大限度的保證了系統工作的安全性，系統可按照用戶(hù)指(分隔)定的方式對關(guān)鍵信息數據進(jìn)行修復，如各傳感器的標定數據恢復操作。
4.3 適用范圍
l 薄膜材料：適用于各種塑料薄膜、植物型薄膜、紙塑復合膜、土工膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜、防水透氣膜等膜狀材料的水蒸氣透過(guò)率的測試。
l 片材：適用于各種工程塑料、橡膠、建材(建筑用防水材料)、保溫材料等片狀材料的水蒸氣透過(guò)率的測試，如PP片材、PVC片材、PVDC片材、尼龍片材等。
l 紙張、紙板類(lèi)：適用于紙張、紙板的水蒸氣透過(guò)率的測試。
l 紡織品、無(wú)紡布：適用于紡織品、無(wú)紡布等材料的水蒸氣透過(guò)率的測試。
l 擴展應用：本設備還可擴展應用到液晶顯示屏膜、太陽(yáng)能背板、無(wú)菌護創(chuàng )膜、美容面膜、防護服材料等的水蒸氣透過(guò)率的測試。
l 本設備滿(mǎn)足多項國家和國際標準，如GB 1037、GB/T 16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、ISO 2528、DIN 53122-1、JIS Z0208、YBB00092003。
5、試驗過(guò)程
(1) 從所制備的西紅柿皮薄膜樣品中分別裁取3片試樣。
(2) 向3個(gè)透濕杯中分別加入一定量的蒸餾水，依次放置密封墊片、試樣、密封圈，然后擰緊透濕杯蓋，確保試樣與透濕杯間密封良好。
(3) 將裝夾好試樣的3個(gè)透濕杯分別放置在設備內部的透濕杯架上，關(guān)閉設備的測試腔門(mén)。
(4) 在設備的控制軟件上設置試樣名稱(chēng)、試驗溫度、濕度、試驗模式的參數信息，點(diǎn)擊試驗選項，設備按照設定的參數自動(dòng)進(jìn)行試驗。
(5) 試驗結束后，設備顯示3個(gè)試樣的水蒸氣透過(guò)率測試值。
6、試驗結果
取3個(gè)試樣測試結果的算術(shù)平均值為樣品的水蒸氣透過(guò)率，本次所測試西紅柿皮薄膜樣品的水蒸氣透過(guò)率為72.317 g/(m2·24h)。
7、結論
水蒸氣透過(guò)率是表征材料對水蒸氣阻隔性能的重要指標，是評價(jià)材料應用性能的重要參考。西紅柿皮薄膜材料水蒸氣透過(guò)率的正確評價(jià)，對于改善植物型環(huán)保材料的應用性能具有重要意義。從本次試驗的測試結果來(lái)看，西紅柿皮薄膜材料的水蒸氣透過(guò)率偏高，若要提高其防潮性能，需對其進(jìn)行改性。本次研究所利用的W3/031水蒸氣透過(guò)率測試儀測試樣品的過(guò)程簡(jiǎn)單，設備易于操作，試驗結果可準確地反映西紅柿皮薄膜材料的水蒸氣滲透性能。濟南蘭光機電技術(shù)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事包裝檢測設備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的技術(shù)企業(yè)，現有設備的測試范圍涵蓋了軟塑包裝材料全項性能指標，了解相關(guān)檢測設備及檢測服務(wù)信息，可登陸濟南蘭光公司網(wǎng)站查看或致電咨詢(xún)。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。
