塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定 第4部分- 气相色谱法-编制说明

国家推荐标准《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定第4部分：气

相色谱法》编制说明(征求意见稿)

一、工作简况

1.任务来源

根据《国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计

划的通知》（国标委发[2023]63号)，计划编号20232041-T-607,项目名称“塑料薄膜和薄片水蒸气

透过率的测定第4部分：气相色谱法”国家标准制定。负责起草单位：浙江省产品质量安全科学研

究院、绍兴市质量技术监督检测院、广州标际包装设备有限公司等，本标准制定工作周期为2023年

12月至2025年4月。本标准技术归口单位为全国塑料制品标准化技术委员会（SAC/TC48），执行

单位全国塑料日用品分技术委员会（TC48/SC1）。

2.背景

目前，国内外塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定方法主要分为称重法、传感器法、气相色谱/

质谱法、钙腐蚀法四大类。其中第一类称重法因透湿杯的增减不同可分为增重法和减重法；第二类

传感器法主要包括电解传感器法、湿度传感器法、红外传感器法；第三类包括气相色谱法和大气压

离子质谱法；第四类是钙腐蚀法。不同测试方法的测试原理虽不相同，但都是通过规定条件下，对

透过试样的水蒸气的质量进行测量实现的；其中对水蒸气的测量分为绝对定量和相对定量两种，其

中杯式法、称重法和钙腐蚀法测得的是水蒸气的绝对质量；而其它方法，由于涉及到采样体积与总

容积的转换，除能确定总容积外，一般会采用标准膜的参考值，属于相对定量；实际上，总容积的

确定是方法制定的难点，如果要在密封状态下收集气体，往往需要用到真空泵；而大气压差会导致

待测试样变形，又需要安装支撑物，一旦有了支撑物，又产生了实际容积难以计算和水蒸气阻隔淤

滞的问题。

本次制定的国家标准“塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定第4部分：气相色谱法”来源于ISO

15106-4：2008。ISO15106是水蒸气透过率测试系列标准，该系列目前共发布了7个方法，其中，

方法1、2、3、5、7已经转化成国家标准发布，分别是GB/T30412-2013、GB/T26253-2010、GB/T

21529-2008、GB/T43019.5-2023、GB/T43019.7-2023。

国内除上述五种水蒸气透过率的方法标准外，还有GB/T1037-2021《塑料薄膜与薄片水蒸气

透过性能的测定杯式增重与减重法》。

另外，国家医药包装行业标准YBB00092003-2015《水蒸气透过量测定法》也规定了一系列方法，

其中包括杯式法、称重法、电解传感器法和红外检测器法；其原理和方法与ISO15106系列方法对

应的方法大致相同，见表1。

表1国际、国内水蒸气透过率标准对应关系

国际标准国家标准方法

1ISO15106-1：2003GB/T30412-2013湿度传感器法

2ISO15106-2：2003GB/T26253-2010红外检测器法

3ISO15106-3：2003GB/T21529-2008电解探测传感器法

4ISO15106-4：2008尚未转化气相色谱检测传感器法

5ISO15106-5：2015GB/T43019.5-2023压力传感器法

6ISO15106-6：2015尚未转化大气压离子质谱法

7ISO15106-7：2015GB/T43019.7-2023钙腐蚀法

8ASTME96-1980（美国）GB/T1037-2021杯式增重与减重法

杯式法、称重法、电解传感

9/YBB00092003-2015

器法和红外检测器法

需要测定的塑料薄膜和薄片试样，对水的阻隔性能要求不同；一般而言，不同试样要求的水蒸

气透过率跨度在10-6~103g/(m2·24h)之间；通常，食品包装、药品包装材料对水的阻隔性要求不是

特别高，水蒸气透过率在10-2~101g/(m2·24h)之间；电子元器件、太阳能电池、液晶显示器、发光

二极管等的封装材料对水的阻隔性要求较高，通常在10-4~10-1g/(m2·24h)之间；有机电致发光器件

对水的阻隔性要求最高，为了保证产品的发光效率并延长其使用寿命，器件在封装时一定要隔绝氧

和水，其封装材料的水蒸气透过率通常在10-6~10-4g/(m2·24h)之间，且越低越好。例如对于水蒸气

极其敏感的有机发光二极管，则要求封装材料的水蒸气透过率不超过10-6g/(m2·24h)。因此，本文

件文本将ISO15106-4：2008进行研究转化，进一步丰富国内阻隔性检测标准的方法种类，与已有的

杯式法、红外传感器法、电解传感器法、湿度传感器法、钙腐蚀法等水蒸气透过性测试方法形成综合

体系，为不同特性的塑料薄膜和片材在不同应用条件下的透湿性评价提供更多选择。针对不同数量级

的水蒸气透过率，可以选择采用上述对应方法测量不同的材料。

3、主要工作过程

1）起草阶段

计划启动后，主要起草单位中孚检测服务（河北）有限公司做了大量的调研工作，同时广泛搜集

和检索了国内外相关塑料薄膜和薄片水蒸气透过率测试方法的资料，并进行了大量的研究分析、资料

查证工作，翻译出标准草案初稿。2024年4月12日，在全国塑料制品标准化技术委员会塑料制品分

技术委员会（以下简称“标委会”）的组织下，在石家庄召开了有国家环保产品质量检验检测中心、

国家包装产品质量检验检测中心（大连）、绍兴质检院、南思克测试技术有限公司、孚禾仪器科技（上

2

海）有限公司等单位20余人参加的国家标准“塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定第4部分：气相

色谱法”（以下简称“气相色谱法”）首次工作会议，会上成立了以中孚检测服务（河北）有限公司

为组长单位的标准起草工作组。会议介绍了该标准制定的现状、发展及应用情况。标委会秘书处对国

家标准起草工作的规范性要求进行了讲解。会议还确定了标准起草工作的计划、进度及分工协作的工

作方案，对牵头单位等翻译的初稿、气相色谱法设备开发方案和数据可靠性验证方案进行了讨论。为

维持国际贸易的便利性，降低对外交流的障碍，同时也遵循我国标准长远发展的基本原则，确定我国

对应标准等同采用ISO15106-4：2008。工作组将围绕气相色谱法设备和检测数据可靠性验证等工作

展开。

根据进度安排，查阅了国内外相关标准资料与检测设备检定规程，综合调研相关行业的包装材料

性能数据及检测需求，以ISO15106-4：2008《塑料—薄膜和薄片—水蒸气透过率的测定—第4部分：

气相色谱检测传感器法》该标准为依据，进行各类样品的初步试验验证工作，在上述工作的基础上于

2024年7月30日编制完成“气相色谱法”标准草案讨论稿；2024年8月8日召开线上标准技术讨论

会，逐条进行标准文本技术内容的讨论，完善文本的逻辑性与层次性，并结合验证试验分析，于2024

年8月16日进一步形成标准文本与编制说明的征求意见稿，提交标委会。

2）征求意见阶段

经标委会秘书处审核后，2024年8月26日上传国标委网站上公开征求意见，同时发函向委员单

位、检验机构、科研院所、应用单位、有代表性的利益方等开展广泛征求意见。

二、标准编制原则和主要内容

2.1.标准编制原则

本标准的编制符合产业发展的原则，本着先进性、科学性、合理性和可操作性的原则以及标准的

目标、统一性、协调性、适用性、一致性和规范性原则进行本标准的编制工作，与相关法规、政策无

冲突。

本标准起草过程按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规

则》和GB/T1.2－2020《标准化工作导则第2部分：以ISO/IEC标准化文件为基础的标准化文件起

草规则》的规定和要求编写，等同采用ISO15106-4：2008PLastics-FiLmandsheeting-Determination

ofwatervapoμrtransmissionrate-Part4:Gas-chromatographicdetectionsensormethod《塑

料-薄膜和片材水蒸气透过率的测定第4部分：气相色谱检测传感器的方法》。

3

2.2.标准主要内容

2.2.1范围

本文件文件规定了采用气相色谱法测定塑料薄膜和薄板、多层塑料复合膜的水蒸气透过率的方法。

该方法因采用气相色谱法，灵敏度高，检出限低，准确性和重复性高，检测速率高。该方法检出限可

达10-3~102g/(m2·24h)，低于杯式法、电解探测传感器法、湿度传感器法等其他方法；在样品制备

和前处理阶段操作简单，因而具有更佳的准确性和重复性；其热导池检测器（TCD）用来分析微量水分

相当灵敏快速，与传统的杯式法相比较，具有准确快速的优点。

2.2.2原理

参照ISO15106-4：2008国际标准，本方法的原理是：测量一段时间内，由湿室穿透试样到达干

燥室的水蒸气的质量，再除以透过时间和透过面积，从而得到被测试样的水蒸气透过率。其中湿室的

温度和相对湿度控制在指定水平；其中干燥室连接真空泵，用于抽干空白水分，以及将待测水蒸气和

载气吸入取样回路中；其中水蒸气的检测方法为气相色谱法。

2.2.3试样要求

试样应为具有代表性的透明塑料薄膜或薄片，无褶皱、折痕和针孔，厚度均匀。除非另有规定，

根据GB/T6672在三个等距点确定每个样品的厚度。每个试样的面积应大于测试时渗透腔的面积。一

般每组取3个试样测试。对于某些产品，测试3个以上试样结果会更具代表性。

2.2.4试样状态调节

将根据GB/T6672规定确定厚度的试样，应在与测试条件相同的温度和湿度条件下，进行调节。

为促使样品在测试环境中，尽快达到水蒸气透过的稳定状态，推荐直接在检测设备上，按测试的温湿

度，在真空泵工作阀门二打开状态条件下对试样进行状态调节，调节时长（0.5-4）h（或打开真空泵，

同时打开阀门一和阀门二，一段时间后，再同时关闭阀门一和阀门二，进行气相检测，如果重复开关

阀门并测量3次，发现水蒸气的气相色谱峰面积达到稳定，峰面积相对变化≤5%，说明状态调节完成）；

2.2.5仪器

湿度控制器（水箱）：含蒸馏水或去离子水的湿度控制器与湿室连接，水蒸气发生器中的水温要

保证透过腔中的温度在±0.2℃范围内。通过气体流量控制器的气体需要经过此湿度控制器供给。气体

在水蒸气发生器中生成气泡，并在此温度下达到饱和；

气体流量控制器：气体流量控制器应能以恒定的速度将气体流量保持在湿度控制器上，推荐的流

量在5mL/min和100mL/min之间；

透过腔：透过腔由一个湿室和一个干燥室组成。湿室应有水蒸气入口；干燥室应通过取样回路连

接到气相色谱上，与样品接触的传输单元的表面应光滑平整，以免发生泄漏。传输区域为0.5cm2到

4

100cm2。腔的温度应控制在±0.5℃，管路系统应保持在高于湿度控制器的温度，以防止水蒸气凝结；

水蒸气透过率标准膜：标称的水蒸气透过率数量级分别为：10-3、10-1、100、101g/(㎡·24h)；在

本文件转化的方法验证中，选择其中一张WVTR的数量级在101g/(㎡·24h)的标准膜用以计算k值；

另3种规格（10-3、10-1、100）的标准膜用于方法验证；

真空泵：真空泵应能在干燥室中产生真空度低于10Pa（0.075mmHg）；

气相色谱仪：气相色谱仪可以测量载气中水蒸气的质量，其精度至少为0.05μg；该参数可通过

建立“水蒸气（质量）~峰面积”标准曲线进行验证：保证在“0.2~30μg水蒸气”的范围内，检验

值和进气量的偏差不高于0.05μg；本文件转换的方法做验证时，选用的气相色谱仪为700MicroGC

（ModuLe）微型气相色谱仪，进样口内置1000μL（规格可选）定量环，色谱柱型号：PLOT-U，检测

器类型：μTCD；

2.2.6试验步骤

该部分内容参照ISO15106-4：2008国际标准，基于该标准文本前述的方法原理，对采用气相色

谱法测定水蒸气透过率的仪器的试验步骤进行了规定，组装测量装置，如图1所示：

图1气相色谱法水蒸气透过率测量设备示例图

标引序号说明：

1——待测试样；

2——透过腔；

3——湿室；

4——干燥室（填充疏水滤纸）；

5——气体供给；

6——气体控制器；

7——湿度控制器（水箱）；

5

8——取样回路；

9——气相色谱仪；

10——数据处理终端；

11——真空泵；

12——气相色谱载气入口；

13——气体排气口；

14——载气排气口；

15——开关阀门一；

16——开关阀门二；

在设计、搭建测量装置时，应已经注意到：透过仓预留的透过面积、干燥室+采样回路的净容积、

采样回路的容积（或气相色谱仪定量环的容积规格）；根据试样阻隔性能不同，建议搭配不同规格的

采样回路，以调节k值，保证采样回路进入气相色谱的水蒸气的质量在0.2～30μg之间。预估k值时，

如使用载气吹入法，选用采样回路的容积；如使用定量环进样，则选用定量环的标称规格；

2.2.7测试条件：

a）测试条件遵循表1中所示（本文件转化的方法进行验证时，所采用的测试条件是“3”：温度（38

±0.5）℃，湿室相对湿度90%±2%，干燥室相对湿度0%）。

表1测试条件的选择

测试条件的设定温度℃湿室中的相对湿度%干燥室中的相对湿度%

125±0.590±20

238±0.590±20

338±0.590±20

440±0.585±20

523±0.575±20

其他测试条件，如GB/T2918中规定的测试条件，应经由相关方同意。

b)建立“水的质量-峰面积”标准曲线；

参照ISO15106-4：2008国际标准，使用水的醇溶液建立标准曲线；因为甲醇与水没有共沸现象，

可以获得纯度在99.99%的无水甲醇；本文件推荐使用99.99%的甲醇为溶剂，用来配置浓度（质量浓度）

呈梯度的一系列”水~甲醇溶液；由于气相色谱仪不同，有气相色谱仪可以使用液体进样，有的没有

进样口汽化设备；本文件验证采用液体进样气化的方式。

c)设置气相色谱仪参数：测量参数：载气He，柱头压20PSI，柱箱温度120℃；开机后稳定时长不

少于0.5h；

d)可使用梯度的水的甲醇溶液，建立标准曲线；针对进样口有液体汽化器的气相色谱仪，建议使用色

谱纯（含水量≤0.01%）的甲醇和纯化水，按下表2配置标准溶液：

6

表2定标溶液（液体进样器）的配置

试样编号水甲醇水蒸气质量备注

00g精确定容至1L；空白气相进样量1μL

10.2g精确定容至1L；0.2μg气相进样量1μL

20.5g精确定容至1L；0.5μg气相进样量1μL

30.8g精确定容至1L；0.8μg气相进样量1μL

41g精确定容至1L；1μg气相进样量1μL

52g精确定容至1L；2μg气相进样量1μL

64g精确定容至1L；4μg气相进样量1μL

76g精确定容至1L；6μg气相进样量1μL

88g精确定容至1L；8μg气相进样量1μL

910g精确定容至1L；10μg气相进样量1μL

1020g精确定容至1L；20μg气相进样量1μL

1130g精确定容至1L；30μg气相进样量1μL

1250g精确定容至1L；50μg气相进样量1μL

使用定标溶液的浓度值和峰面积，扣除甲醇溶剂空白样品，建立“水质量-峰面积”标准曲线；

2.2.8水蒸气渗透测试

a)将与气体测试腔内透过区域相同大小的疏水滤纸（图1中的4）铺在干燥室的底部；这是一种由聚

四氟乙烯（PTFE）制成的疏水滤纸，用来支撑样品膜，保证整个试样区域的水蒸气传递。建议疏水滤

纸的厚度与干燥器的深度相同；

b)在透过仓的上下仓连接部分的平边上涂一层薄的、均匀的真空油脂，并将试样安装在干燥室上，避

免发生折痕或松弛。

c)将橡胶密封圈放置在试件上，然后将其安装在测试仓的上部，用均匀的压力夹住上下两个腔室，使

样品完全密封。

d)启动真空泵，将所有空气从干燥室中排出，这里需要注意，因为所用的时间完全取决于试样的渗透

性。

e)通过湿度控制器将水蒸气引入湿室，使湿室保持在恒定的温度、湿度下，结合真空泵作用下，水蒸

气从湿室渗透到干燥室。

f)通过关闭阀门2（图1中的16），开始收集采样回路（图1中的8）中穿过样品的水蒸气，经过预

定的时间t，关闭阀门1（图1中的15），并用载气将积累的水蒸气进样吹到气相色谱仪；用步骤

“3.2.7”得到的标准曲线，计算采样回路中累积的水汽量。

建议载气的纯度大于99.99%；

g)重复步骤2.8.4.4，2.8.4.5，2.8.4.6，直到连续的测量表明样品的渗透的水蒸气的量达到了稳定

状。在时间t期间通过试样渗透的水蒸气量变化保持在±5%之内。

h)测量空白：在稳定状态下，同时关闭阀门1和阀门2，用载气将管道内存留的水蒸气吹到气相色谱

仪并检测，计算采样回路中的空白水汽量。空白运行可在测量样品前后进行，条件是已经达到了稳定

态；

2.2.9计算k值

7

根据《ISO15106-4：2008》的建议：“k的值取决于仪器的种类和人工设定”。k值是采样回路

体积与干腔总体积的转换系数，本文件建议用标准薄膜法进行k值的校正。

a)使用已知WVTR的标准膜作为试样，按照步骤“2.8.4”的方法，进行操作；测量≥10次；

b)求k，计算公式如下：

WVTR标称：标准样膜水蒸气透过率的标称值，g/(㎡·24h);

t:收集水蒸气的时间，h；

A:样渗透面积，m2；

m水蒸气，平均：多次测量膜水蒸气透过率的平均值，g/(㎡·24h)。

c)检验，剔除异常值；代入k值检验，如果某次检测值与标称值的差值大于三倍的标准偏差，剔除异

常值，重新计算k值；

d)得到k值，保留三位有效数字。

2.2.10结果计算

使用下面公式计算每个试样的水蒸气透过率。

式中

WVTR：样品的水蒸气透过率，g/(㎡·24h)；

t：收集透过水蒸气的时间，h；

mb：空白读数，g；

mv：试验周期内收集到水质量数，g；

A：样渗透面积，m2；

k：干腔总体积与试样体积的转换系数。

注：k的值取决于仪器的种类和人工设定。

2.2.11测试结果

试验结果以每组试样的算术平均值表示，如果数值小于1，则修约至小数点第二位，如果大于1，

则修约保留2位有效数字。

2.2.12试验报告内容

试验报告应包括以下内容：

1)参考本文件；

2)试验条件；

8

3)使用的设备名称；

4)识别被测样品的所有必要的详细说明；

5)试样制备方法；

6)如有必要，试样面向水蒸气透过的一侧；

7)试样的渗透面积；

8)试样的平均厚度；

9)被测试样品的数量；

10)样品状态调节的详细说明；

11)试验结果；

12)试验日期。

2.3解决的主要问题

本文件转化的方法是ISO15106规定的薄膜、薄片水蒸气透过性测试的系列方法中的一种，主

要起到的作用是进一步丰富我国阻隔性检测标准的方法种类；主要从适用范围、检测手法、检测成

本和检测效率四方面解决了一些问题：

①检出限和适用范围：ISO15106系列国际标准转化的国家标准，以及其它国家标准、医药包

装行业标准等，已经提供了一系列水蒸气透过率的检测方法，其检测限最低已经低至10-6g/(㎡·24h)，

适用量程最高已经达到103g/(㎡·24h)；但是每种方法都有其适用范围。比如钙腐蚀法检测限低至

10-5g/(㎡·24h)，但是不适用中低阻隔（≥10-1）的试样；而杯式法仅适用于低阻隔材料；本文件转

化的方法，气相色谱法的适用范围在10-3g/(㎡·24h)~102g/(㎡·24h)，该区间已经囊括了常见的高

中低阻隔材料，其中包括了一般的电子电器专用的高阻隔包装材料；从检测限和使用范围来看，本文

件转化的方法用途十分广泛；

②检测手法简便：本方法除安装试样以及密封环节，有一定的手工操作外，全程的参数控制以及

数据处理，都是电子化的，极易上手；从状态调节到达到稳定状态，均操控仪器设备进行，减少手工

操作和人工判断失误，增加重复性和准确度；该方法读取的结果是水蒸气的峰面积，属于直接结果，

对比钙腐蚀法，其面积变化需要通过显微镜来观察，其面积或电导率的变化与水蒸气的质量的关系，

需要用校正函数来进行校正，操作复杂且不是一手值；

③检测成本：本文件转化的气相色谱法在10-3~10-1g/(㎡·24h)范围内，相比其它方法成本低很

多；压力传感器法要求高精度的压力传感器以及高真空度的真空泵；红外传感器法需要99.999%的

高纯载气；而大气压离子质谱法的设备相当昂贵；

④检测周期短，从试样的状态调节完毕到检测完成，与其他方法相比时间要短不少，特别是应

用于高阻隔和超高阻隔（10-3）样品检测时。

⑤气相色谱法精密度高，重复性好。

三、主要试验(或验证)情况

本文件起草小组广泛吸纳具有权威检验能力的相关机构和企业参加验证工作，积极听取各方意见

建议。为充分验证该标准文本中测试方法的重复性、可行性与实用性，工作组用基于不同原理的杯式

9

法和红外传感器法水蒸气透过率测试仪和气相色谱法进行了比对，用高中低3种不同阻隔性的标准膜

进行验证。本次验证试验过程中，因国内的绝大多数水蒸汽透过率的试验条件(38.0℃、90%RH)与本文

件规定的条件3(38.0℃、90%RH)相同，因此选择了38.0℃、90%RH试验条件进行不同原理方法的检测

设备间对比和标准膜验证，进一步验证本文件文本规定的气相色谱法在水蒸气透过率测试时的准确性

与可行性。

因国内尚无气相色谱法测定水蒸气透过率的测试设备，而国外相关仪器的购买渠道也较为闭塞，

为了保证本文件文本规定测试工作能够实现，标准起草工作组按照ISO15106-4：2008中对测试设备

的技术要求，组建了塑料薄膜和薄片水蒸气透过率气相色谱法测试设备以用于进行验证工作。设备

主要包含渗透腔、气相色谱仪、气体流量控制系统、温湿度控制系统、真空泵和数据处理输出系统

六部分组成。采用的水蒸气透过率标准薄膜数量级为10-3、10-1、100、101；气相色谱仪为微气相色谱

工作站（700MicroGC（ModuLe）微型气相色谱仪，色谱柱型号：PLOT-U，检测器类型：μTCD）。

3.1定标

按照本文件“2.8.3”建立“水的质量-峰面积”的方法步骤建立标准曲线；本文件转化的方法，

在验证时使用了步骤“2.8.3.3”规定的“定标溶液（气体）法”，按表2配置标样，取样测试；色谱

图中，水蒸气的保留时间在0.476min；

建立的标准曲线为：

水，=0.001764X0.0011

2

标准偏差σ=0.0337μg；相关系数𝑚𝑚R𝑢𝑢𝑢𝑢≥0.999，线性关系良好；∗−

使用最小进样量（0.2μg）进行准确性和重复性验证，进样量和检测值的最大偏差小于0.05μg；

说明仪器和方法的精度达标；

水蒸气质量(μg)—峰面积标准曲线

60.000

50.000y=0.0017644648x-0.0011390142

R²=0.9999949394

40.000

）

30.000

20.000

水蒸气质量（ug

10.000

0.000

-5000050001000015000200002500030000

-10.000

水蒸气峰面积

10

图2“水（质量）—峰面积”标准曲线

表3精密度验证

精密度验证

液体进水蒸气质扣除空白水蒸气质

试样水质量

甲醇样量量(μg)-峰面积后的峰面量(μg)-偏差结论

编号(g)

(μL)进样积检测

精确定0.023偏差小于0.05μ

1-10.19810.198148.7125.20.221μg

容至1L；μgg，精密度达标

精确定0.018偏差小于0.05μ

1-20.19810.198145.9122.40.216μg

容至1L；μgg，精密度达标

精确定0.021偏差小于0.05μ

1-30.19810.198147.6124.10.219μg

容至1L；μgg，精密度达标

最大偏差＜

空甲醇标

0.00010.00023.5-0.05μg，精密

白液--

度达标

3.2k值计算

使用中国食品药品检定研究院提供的“低阻隔标准膜（101级）”，校正k值；

表4计算k值用标准样品

样品编号样品结构/型号生产商标称WVTR(38℃，90%RH)

1#低阻隔标准膜中国食品药品检定研究院6.97±0.91g/（m2·24h）

按照步骤“2.8.4”提供的方法操作，使用“2.8.5”提供的方法进行计算，得到用以方法验证的设备的

k值为1.74；状态稳定后，各项数据见表5：

表5计算k值原始数据

测试标称WVTR

SSSSmm（μg）t（h）A（m2）

编号g/（m2·24h）

17339.2v52.1b7287.1v−b12.9v−b0.016670.004656.97

27536.553.27483.313.20.016670.004656.97

37285.149.47235.712.80.016670.004656.97

47322.347.57274.812.80.016670.004656.97

57353.746.37307.412.90.016670.004656.97

67620.457.87562.613.30.016670.004656.97

77377.654.27323.412.90.016670.004656.97

87263.736.67227.112.80.016670.004656.97

97361.744.47317.312.90.016670.004656.97

107327.845.87282.012.80.016670.004656.97

117427.249.17378.113.00.016670.004656.97

127410.554.17356.413.00.016670.004656.97

137292.353.47238.912.80.016670.004656.97

11

147494.248.17446.113.10.016670.004656.97

平均--7337.212.9---

计算k值，k=1.74

WVTR标称×A×t

k==1.73846

24×(mm)

3.4试验验证机构

v−b

本项目涉及的测试验证和技术分析工作由中孚检测服务（河北）有限公司、河北省产品质量监督

检验研究院、国家包装产品质量监督检验中心(大连)、济南思克测试技术有限公司、孚禾仪器科技（上

海）有限公司、广州标际包装设备有限公司等共同完成。

3.5试验结果与分析

3.5.1总体结果

根据水蒸气的阻隔性程度，本次试验一共验证了3种标准膜样品，试验验证所用标准膜信息详见表6。

表6方法验证选用样品

样品标称WVTR(38℃，90%RH)

样品结构/型号生产商验证方法

编号g/（m2·24h）

中国食品药品检定研

1#中阻隔标准膜2.94±0.54杯试法，红外法

究院

中国食品药品检定研

2#高阻隔标准膜0.18±0.06杯试法，红外法

究院

X-barrier

3#日本三菱10-3红外法

S-XB-C2M8

验证工作采用设备信息情况详见表7。

表7验证用仪器信息表

方法气相色谱法杯式法红外传感器法

仪器型号自组厂家一厂家一厂家二厂家三

表8气相色谱法水蒸气透过率试验结果[g/(m2·24h)，38.0℃，90%RH]

序号1#2#3#

13.030.2020.00124

22.950.1840.00117

32.960.1960.00138

42.960.1950.00122

52.920.2070.00117

62.940.1880.00095

72.980.2020.00125

83.010.1790.00119

93.030.1910.00134

102.930.1860.00146

113.060.2070.00129

122.960.2090.00118

132.970.1890.00111

12

142.920.2040.00112

平均值2.970.1960.00122

相对标准偏差%1.484.9410.3

最大偏差%4.116.146.0

表9气相色谱法与薄膜厂家标称水蒸气透过率比对情况[g/(m2·24h)，38.0℃，90%RH]

样品号气相色谱法法厂家标称水蒸气透过率与厂家标准称测试结果

1#2.972.94非常相近

2#0.1960.180非常相近

3#1.22×10-310-3相近

表10不同类型设备测试水蒸气透过率的试验结果[g/(m2·24h)，38.0℃，90%RH]

杯式法红外传感器法与杯式法测与红外法测

品气相色

试结果的相试结果的相

号谱法厂家一厂家一厂家二厂家三平均值

3对偏差%对偏差%

1#2.973.022.803.012.982.931.66%1.37%

2#0.1960.2140.2010.1860.2160.2018.41%2.49%

3#1.22×10-3不适用1.42×10-31.28×10-31.17×10-31.29×10-3-5.43%

由本次验证试验结果分析，在保证试样测试单元有良好密封性及测试仪器具有良好稳定性的前提

下，并对样品进行了状态调节(测量条件一致)，在38°C、90%RH试验条件下，对所有样品均进行了基

于气相色谱法的水蒸气透过率测试(详见表8数据)。

分析表8结果，1#和2#验证样品气相色谱法的试验数据的相对标准偏差和最大偏差均低于5%，对

于中阻隔和高阻隔样品的水蒸气透过率的结果认为非常理想，表明依据本文件严格进行的气相色谱法

水蒸气透过率测试的数据平行性较好。3#验证样品的相对标准偏差为10.3%，在超高阻隔样品的测量

中，该精度认为比较理想；

分析表9结果，1#、2#和3#样品，与标准膜的标称值进行比较，所有的结果均与标准膜的标称值

非常接近，完全落入标准膜标称值的偏差范围；

分析表10结果，使用基于其它原理方法（杯式法、红外传感器法）的进行了验证；1#样品与杯式

方法的偏差为1.66%，与红外法相比较偏差为1.37%；2#样品与杯式方法的偏差为8.41%，与红外法相

比较偏差为2.49%；3#与红外法的结果相对偏差为5.43%。针对低水蒸汽透过量的超高阻隔材料由于试

验原理、试样封装的密封性、试验平衡时间、测试过程的偶然性等影响，本文件起草组认为该相对偏

差为合理范围内。

综合上述测试数据与分析，气相色谱法在水蒸气透过率在10-3~101g/(m2·24h)区间的材料，有良

13

好的适应性，有适当的检测限、足够的准确性和精密度；对目前其他水蒸气透过性测试方法具有互补

的效果，进一步丰富了水蒸气透过性测试方法可选性。

3.5.21#样品验证试验数据

表111#样品验证

测试mmWVTR

SSSSt（h）A（㎡）

编号（μg）g/（m2·24h）

v−b

19598.5v35.3b9563.2v−b16.90.050.004653.03

29344.633.89310.816.40.050.004652.95

39380.538.29342.316.50.050.004652.96

49376.834.59342.316.50.050.004652.96

59254.338.29216.116.30.050.004652.92

69313.434.29279.216.40.050.004652.94

79441.836.39405.516.60.050.004652.98

89543.643.59500.116.80.050.004653.01

99595.832.69563.216.90.050.004653.03

109278.931.29247.716.30.050.004652.93

119691.133.19658.017.00.050.004653.06

129380.538.29342.316.50.050.004652.96

13941440.19373.916.50.050.004652.97

149257.741.69216.116.30.050.004652.92

平均-36.5-16.6--2.97

按式1计算每个样品的水蒸气透过率

式中：

WVTR——样品的水蒸气透过率,单位为g/(㎡·24h)

t——收集水蒸气的时间，单位是h

mb——空白读数，单位是μg

mv——试验周期内收集到水质量数，单位是μg

A——样渗透面积，单位为㎡

k——干腔总体积与试样体积的转换系数

注：k的值取决于仪器的种类和人工设定

通过计算，即可得到1#样品的水蒸气透过率，14次重复测量，平均结果为2.97g/(m2·24h)，最大

偏差为0.12g/(m2·24h)，最大偏差为4.1%；与标准膜的