动态水分吸附法应用背景

应用背景：

动态水分吸附法是一种非常适合分析材料水分吸附性能和记录水分吸附等温线的检测方法，适用于粉末，颗粒，碎片、片剂或块状固体。吸附仪常用来进行新材料的稳定性测试，这种长时间的测试可能需要几天、几周甚至是几个月，能够为评估环境温湿度对产品保质期产生的影响提供非常有价值的数据。

更进一步来说，分析研究在某一温湿度条件下有多少水分能够透过包装渗透到内部被材料本身吸附非常重要，被吸附的水分从外界环境中迁移到包装内部是影响带包装物体保质期的主要原因。

大物体样品托盘(LO sample tray)：

ProUmid公司生产的SPS和Vsorp系列动态水分吸附仪，具备高灵敏度的天平和超大的动态范围，zui大可称量220g的样品，既可以检测微量的样品，如精细粉末，也可以检测较大型的物体，能够兼顾检测的高灵敏度和准确性。

如下图1所示专门为检测大样品设计的LO样品托盘，可以用于SPS系列动态水分吸附仪，也可以用于Vsorp系列。该样品托盘能够检测体积zui大为88mm（长）*68mm（宽）*28mm（高）的带包装样品。

食品应用-带盒糖果的动态水分吸附实验：

本实验采用SPSx-1μ Highload 型动态水分吸附仪及其LO样品托盘检测了三种带盒糖果的水分吸附性能。如图一所示，三个糖果盒放在同一个LO样品托盘里。样品1和2没有加塑料薄膜包装，而样品3的包装盒外面则包裹了一层透明塑料薄膜。

该实验温度恒定为25℃，实验的*步，这些样品在0%下进行干燥，然后湿度迅速增加到90%， 每10分钟称量一次重量。

实验结果

如下图2所示的水分吸附曲线，可以看出两类包装的吸湿性能区别很大。在样品没有塑料膜包装的情况下，当湿度从0%升到90%时，会迅速的吸水；接下来，包装里面的糖果会以一定的速度透过包装缝隙吸附环境中的水分，样品重量几乎是线性增加。

带有塑料薄膜样品的水分吸附速率要慢得多。尽管包装外面的薄膜仍能够渗透一定的水蒸气，和包装盒本身相比，还是能够提供一个更好的扩散屏障，减少包装盒内糖果的吸水速率。

如下图3是样品3的吸附曲线的放大图。在相对湿度突然升到90%以后，样品的重量迅速增加，说明了薄膜表面的水分吸附；然后在水分子在薄膜表面覆盖完全以后，会以恒定的速率扩散到薄膜内部，被包装盒本身和盒内的糖果吸附。

渗透率：

通过吸附曲线的线性部分的斜率可以计算出渗透率。由于整个包装的表面积不明确，单位为g/day

如果已知外包装的表面积，渗透率的标准单位为 [g/day*m²]（根据欧洲标准 EN ISO 7783-1）

1号样 (绿色线): 0.056 g/day

2号样 (黑色线): 0.042 g/day

3号样 (紫色线): 0.006 g/day

结论：

• SPS和Vsorp系列动态水分吸附仪非常适合检测大体积样品（如带有外包装的商品）的吸附性。

• 还可以用来检测包装的渗透性，即使是封闭的包装也可以检测。

• LO样品托盘扩展了SPS和Vsorp系列的应用范围，不仅可以检测材料本身的吸附性，还可以检测带有包装的成品商品。

• 不仅仅适用于研发和质检领域，还可以扩展到包装的设计，增加了仪器的功能性。