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        1. 0512-63205662

          氣體透過(guò)量測定法

          氣體透過(guò)量測定法

          作者: 上海市食品藥品包裝材料測試所 時(shí)間:2021-07-28

          本法系用以測定藥用薄膜或薄片的氣體透過(guò)量。本法包括壓差法和電量分析法。電量分析法僅適用于檢測氧氣透過(guò)量。

          氣體透過(guò)量系指在恒定溫度和單位壓力差下,在穩定透過(guò)時(shí),單位面積和單位時(shí)間內透過(guò)試樣的氣體體積。通常以標準溫度和 1 個(gè)標準大氣壓下的體積值表示,單位為:cm3/(m2·24h·0.1MPa)。

          氣體透過(guò)系數系指在恒定溫度和單位壓力差下,在穩定透過(guò)時(shí),單位面積和單位時(shí)間內透過(guò)單位厚度試樣的氣體體積。通常以標準溫度和 1 個(gè)標準大氣壓下的體積值表示,單位為:cm3·cm/(m2·24h·0.1MPa)。

          測試環(huán)境:溫度:(23±2) ℃,相對濕度:(50±5) %

          第一法 壓差法

          藥用薄膜或薄片將低壓室和高壓室分開(kāi),高壓室充約 0.1MPa 的試驗氣體,低壓室的體積已知。試樣密封后用真空泵將低壓室內的空氣抽到接近零值。用測壓計測量低壓室的壓力增量Dp,可確定試驗氣體由高壓室透過(guò)供試品到低壓室的以時(shí)間為函數的氣體量,但應排除氣體透過(guò)速度隨時(shí)間而變化的初始階段。

          儀器裝置 壓差法氣體透過(guò)量測定儀,主要包括以下幾部分:透氣室 由上、下兩部分組成,當裝入樣品時(shí),上部為高壓室,用于存放試驗氣體,裝有氣體進(jìn)樣管。下部為低壓室,用于貯存透過(guò)的氣體并測定透氣過(guò)程中的前后壓差。

          測壓裝置 高、低壓室應分別有一個(gè)測壓裝置,高壓室的測壓裝置靈敏度應不低于100Pa,低壓室測壓裝置的靈敏度應不低于 5Pa。真空泵 應能使低壓室的壓力不大于 10Pa。

          試驗氣體 純度應大于 99.5%。

          測定法 除另有規定外,選取厚度均勻,無(wú)褶皺、折痕、針孔及其他缺陷的適宜尺寸的試樣三片,在材料朝向試驗氣體的一面做好標記,在 23±2 ℃環(huán)境下,置于干燥器中,放置 48 小時(shí)以上,用適宜的量具測量樣品厚度,精確到 0.001mm,至少測量 5 個(gè)點(diǎn),取算術(shù)平均值。置儀器上,進(jìn)行試驗。為剔除開(kāi)始試驗時(shí)的非線(xiàn)性階段,應進(jìn)行 10 分鐘的預透氣試驗,繼續試驗直到在相同的時(shí)間間隔內壓差的變化保持恒定,達到穩定透過(guò),按下式計

          算氣體透過(guò)量(Qg):

          式中 Qg 為材料的氣體透過(guò)量, cm3/(m2·24h·0.1MPa);

          P/ t 為在穩定透過(guò)時(shí),單位時(shí)間內低壓室氣體變化的算術(shù)平均值,Pa/h;

          V 為低壓室體積,cm3 ;

          S 為試樣的試驗面積,m2;

          T 為試驗溫度,K;

          P1-P2 為試樣兩側的壓差,Pa;

          T0 為標準狀態(tài)下的溫度(273.15K);

          P0 為 1 個(gè)標準大氣壓(0.1MPa)。

          試驗結果以三個(gè)試樣的算術(shù)平均值表示,每一個(gè)試樣測定值與算術(shù)平均值的偏差不得過(guò)±10%。

          氣體透過(guò)系數(Pg)按下式計算:

          式中 pg 為材料的氣體透過(guò)率,cm3·cm/(m2·24h·0.1MPa);

          Dp / Dt 為在穩定透過(guò)時(shí),單位時(shí)間內低氣壓室氣體壓力變化的算術(shù)平均值,Pa/h;

          T 為試驗溫度,K;

          D 為試樣厚度,cm。

          試驗結果以三個(gè)樣品的算術(shù)平均值表示。

          氣體透過(guò)量和氣體透過(guò)系數也可由儀器所帶的計算機分析軟件進(jìn)行直接計算得到。

          第二法 電量分析法(庫侖計法)

          供試品將透氣室分為兩部分。樣品的一側通氧氣,另一側通氮氣載氣。透過(guò)樣品的氧氣隨氮氣載氣一起進(jìn)入電量分析檢測儀中進(jìn)行化學(xué)反應并產(chǎn)生電壓,該電壓與單位時(shí)間內通過(guò)電量分析檢測儀的氧氣量成正比。儀器裝置 電量分析法氣體透過(guò)量測定儀,儀器主要包括以下幾部分:

          透氣室 由兩部分構成,應配有測溫裝置,還需裝配適宜的密封件,樣品測試面積根據

          測試范圍調整,通常應在 1cm2 到 150cm2 之間。

          載氣 通常為氮氣或者含一定比率的氫氣和氮氣混合氣。

          試驗氣體 純度應不低于 99.5%。

          電量檢測器(庫侖計) 對氧氣敏感,運行特性恒定,用來(lái)測量透過(guò)的氧氣量。

          測定法 除另有規定外,選取厚度均勻、平整、無(wú)褶皺、折痕、針孔及其他缺陷的適宜尺寸的試樣三片,在材料朝向試驗氣體的一面做好標記,在 23℃±2℃環(huán)境下,置于干燥器中,放置 48 小時(shí)以上,用適宜的量具測量樣品厚度,精確到 0.001mm,至少測量 5 個(gè)點(diǎn),取算術(shù)平均值。將樣品放入透氣室,然后進(jìn)行試驗,當儀器顯示的值已穩定一段時(shí)間后測試結束。

          氧氣透過(guò)率(RO2)按下式計算:

          式中  Image為氧氣透過(guò)率,cm3  /(m2·24h)

          Ee 為穩態(tài)時(shí)測試電壓,mV

          E0 為試驗前零電壓,mV

          A 為試樣面積,m2

          Q 為儀器校準常數 cm3·Ω /(mV·24h)

          R 為負載電阻值,Ω

          氧氣透過(guò)量按下式進(jìn)行計算:

          式中  Image為氧氣透過(guò)量,cm3  /(m2·24h·0.1MPa)

          Image為氧氣透過(guò)率,cm3  /(m2·24h)

          P 為透氣室中試驗氣體側的氧氣分壓,單位為 MPa;即氧氣的摩爾分數乘以總壓力(通常為 1 個(gè)大氣壓)。載氣側的氧氣分壓視為零。

          試驗結果以三個(gè)樣品的算術(shù)平均值表示,每一個(gè)樣品測定值與算術(shù)平均值的偏差不得過(guò)±10%。

          氧氣透過(guò)系數按下式進(jìn)行計算:

          式中  為氧氣透過(guò)系數,cm3  /(m·24h·0.1MPa)

          P02為氧氣透過(guò)量,cm3  /(m2·24h·0.1MPa)

          t為試樣平均厚度,m

          試驗結果以三個(gè)樣品的算術(shù)平均值表示。

          氧氣透過(guò)量和氧氣透過(guò)系數也可由儀器所帶的計算機分析軟件進(jìn)行直接計算得到。


          起草單位:上海市食品藥品包裝材料測試所

          復核單位:江西省藥品檢驗檢測研究院


           


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