本法系用以測(cè)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(cè)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(wěn)定透過(guò)時(shí),單位面積和單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)試樣的氣體體積。通常以標(biāo)準(zhǔn)溫度和 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)系指在恒定溫度和單位壓力差下,在穩(wěn)定透過(guò)時(shí),單位面積和單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)單位厚度試樣的氣體體積。通常以標(biāo)準(zhǔn)溫度和 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積值表示,單位為:cm3·cm/(m2·24h·0.1MPa)。
測(cè)試環(huán)境:溫度:(23±2) ℃,相對(duì)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(yàn)氣體,低壓室的體積已知。試樣密封后用真空泵將低壓室內(nèi)的空氣抽到接近零值。用測(cè)壓計(jì)測(cè)量低壓室的壓力增量Dp,可確定試驗(yàn)氣體由高壓室透過(guò)供試品到低壓室的以時(shí)間為函數(shù)的氣體量,但應(yīng)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(cè)定儀,主要包括以下幾部分:透氣室 由上、下兩部分組成,當(dāng)裝入樣品時(shí),上部為高壓室,用于存放試驗(yàn)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(cè)定透氣過(guò)程中的前后壓差。
測(cè)壓裝置 高、低壓室應(yīng)分別有一個(gè)測(cè)壓裝置,高壓室的測(cè)壓裝置靈敏度應(yīng)不低于100Pa,低壓室測(cè)壓裝置的靈敏度應(yīng)不低于 5Pa。真空泵 應(yīng)能使低壓室的壓力不大于 10Pa。
試驗(yàn)氣體 純度應(yīng)大于 99.5%。
測(cè)定法 除另有規(guī)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(yàn)氣體的一面做好標(biāo)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(cè)量樣品厚度,精確到 0.001mm,至少測(cè)量 5 個(gè)點(diǎn),取算術(shù)平均值。置儀器上,進(jìn)行試驗(yàn)。為剔除開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)的非線性階段,應(yīng)進(jìn)行 10 分鐘的預(yù)透氣試驗(yàn),繼續(xù)試驗(yàn)直到在相同的時(shí)間間隔內(nèi)壓差的變化保持恒定,達(dá)到穩(wěn)定透過(guò),按下式計(jì)
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(wěn)定透過(guò)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)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(yàn)面積,m2;
T 為試驗(yàn)溫度,K;
P1-P2 為試樣兩側(cè)的壓差,Pa;
T0 為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度(273.15K);
P0 為 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(0.1MPa)。
試驗(yàn)結(jié)果以三個(gè)試樣的算術(shù)平均值表示,每一個(gè)試樣測(cè)定值與算術(shù)平均值的偏差不得過(guò)±10%。
氣體透過(guò)系數(shù)(Pg)按下式計(jì)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(wěn)定透過(guò)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)低氣壓室氣體壓力變化的算術(shù)平均值,Pa/h;
T 為試驗(yàn)溫度,K;
D 為試樣厚度,cm。
試驗(yàn)結(jié)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(shù)也可由儀器所帶的計(jì)算機(jī)分析軟件進(jìn)行直接計(jì)算得到。
第二法 電量分析法(庫(kù)侖計(jì)法)
供試品將透氣室分為兩部分。樣品的一側(cè)通氧氣,另一側(cè)通氮?dú)廨d氣。透過(guò)樣品的氧氣隨氮?dú)廨d氣一起進(jìn)入電量分析檢測(cè)儀中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電壓,該電壓與單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)電量分析檢測(cè)儀的氧氣量成正比。儀器裝置 電量分析法氣體透過(guò)量測(cè)定儀,儀器主要包括以下幾部分:
透氣室 由兩部分構(gòu)成,應(yīng)配有測(cè)溫裝置,還需裝配適宜的密封件,樣品測(cè)試面積根據(jù)
測(cè)試范圍調(diào)整,通常應(yīng)在 1cm2 到 150cm2 之間。
載氣 通常為氮?dú)饣蛘吆欢ū嚷实臍錃夂偷獨(dú)饣旌蠚狻?br/>
試驗(yàn)氣體 純度應(yīng)不低于 99.5%。
電量檢測(cè)器(庫(kù)侖計(jì)) 對(duì)氧氣敏感,運(yùn)行特性恒定,用來(lái)測(cè)量透過(guò)的氧氣量。
測(cè)定法 除另有規(guī)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(yàn)氣體的一面做好標(biāo)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(cè)量樣品厚度,精確到 0.001mm,至少測(cè)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(yàn),當(dāng)儀器顯示的值已穩(wěn)定一段時(shí)間后測(cè)試結(jié)束。
氧氣透過(guò)率(RO2)按下式計(jì)算:
式中 Image為氧氣透過(guò)率,cm3 /(m2·24h)
Ee 為穩(wěn)態(tài)時(shí)測(cè)試電壓,mV
E0 為試驗(yàn)前零電壓,mV
A 為試樣面積,m2
Q 為儀器校準(zhǔn)常數(shù) cm3·Ω /(mV·24h)
R 為負(fù)載電阻值,Ω
氧氣透過(guò)量按下式進(jìn)行計(jì)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(yàn)氣體側(cè)的氧氣分壓,單位為 MPa;即氧氣的摩爾分?jǐn)?shù)乘以總壓力(通常為 1 個(gè)大氣壓)。載氣側(cè)的氧氣分壓視為零。
試驗(yàn)結(jié)果以三個(gè)樣品的算術(shù)平均值表示,每一個(gè)樣品測(cè)定值與算術(shù)平均值的偏差不得過(guò)±10%。
氧氣透過(guò)系數(shù)按下式進(jìn)行計(jì)算:
式中 為氧氣透過(guò)系數(shù),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(yàn)結(jié)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(shù)也可由儀器所帶的計(jì)算機(jī)分析軟件進(jìn)行直接計(jì)算得到。
起草單位:上海市食品藥品包裝材料測(cè)試所
復(fù)核單位:江西省藥品檢驗(yàn)檢測(cè)研究院