在食品保鲜、药品包装、柔性电子、光伏组件及医疗器械等领域,材料对氧气和水蒸气的阻隔性能直接决定产品的质量稳定性与使用寿命。随着OLED显示、半导体封装等前沿技术的发展,阻隔性能检测已进入“痕量级”时代——水蒸气透过率(WVTR)要求低至10⁻⁶ g/(m²·day)量级。本文系统阐述氧气透过率(OTR)与水蒸气透过率(WVTR)测试的基本原理、主流方法、核心标准及痕量检测的技术要点,并结合深圳华瑞测科技有限公司的专业服务,说明高精度阻隔性能测试如何为产品研发与质量控制提供关键支撑。
阻隔性能是指材料阻止气体(如氧气)和蒸气(如水蒸气)等小分子物质渗透的能力。对于食品和药品,氧气渗入导致氧化变质,水蒸气渗入引起受潮霉变;对于柔性显示和光伏器件,水氧侵蚀是性能退化和寿命缩短的核心原因。
氧气透过率(OTR)和水蒸气透过率(WVTR)是量化阻隔性能的两项核心参数。准确测定这两项指标,是包装材料选型、质量控制以及新材料研发的必要环节。
深圳华瑞测科技有限公司是一家专业从事产品安全检测、物理性能和化学成分检测的第三方实验室。公司配备氧气透过率测试仪、水蒸气透过率测试系统等专业设备,可依据国内外主流标准,针对塑料薄膜、高阻隔材料、太阳能背板、复合材料、镀铝膜、共挤膜、铝箔以及各类瓶、袋、罐、盒等包装容器,开展OTR、WVTR及空气透过率检测服务。

OTR是指在规定温度、相对湿度和压力差条件下,单位时间内透过单位面积试样的氧气体积。常用单位为cm³/(m²·day·atm)。OTR值越低,阻氧性能越优。
氧气是导致食品氧化变质、药品活性成分降解及电子元件腐蚀的主要环境因素。对于高端婴幼儿配方奶粉、注射用药品等产品,包装材料的OTR通常要求≤0.1 cm³/(m²·day)。
WVTR是指在规定温度、相对湿度和压力条件下,单位时间内透过单位面积试样的水蒸气质量。常用单位为g/(m²·day)。WVTR值越低,防潮性能越优。
水汽危害包括:食品口感变差、霉变;药品片剂崩解、胶囊软化;电子器件电化学腐蚀;光伏组件功率衰减。
压差法:将试样分隔两个测试腔室,抽真空后向高压腔充入氧气,通过测量低压腔的压力变化计算透过量。适用于各类低、中阻隔性材料,且不限于氧气,可测试氮气、二氧化碳等多种气体。依据GB/T 1038等标准。
等压法(库仑电量法):试样两侧气压相等,一侧通氧气,另一侧通氮气。透过试样的氧气被氮气携带至库仑传感器,电化学反应产生的电流与氧气量成正比。该方法精度高,特别适用于高阻隔材料和药品包装。依据GB/T 19789、GB/T 31354、ASTM D3985、ISO 15105-2等标准。2025版《中国药典》4007已将“电量分析法”明确为药包材气体透过量测定的适用方法。

称重法(杯式法):将试样密封于透湿杯上,置于恒温恒湿箱中,定期称量质量变化,计算WVTR。方法简单直观,适用于中低阻隔性材料。依据GB/T 1037。
红外传感器法:湿侧水蒸气透过试样后,被载气携带至红外传感器,通过水分子对红外光的特征吸收实时测定浓度。自动化程度高、精度可达0.001 g/(m²·day),适用于高阻隔材料。依据GB/T 26253、ASTM F1249、ISO 15106-2。
电解法:透过试样的水蒸气被载气带入电解池,电解电流与水蒸气含量成正比。适用于WVTR低至10⁻⁴~10⁻⁶ g/(m²·day)的超高阻隔材料(如OLED封装薄膜)。
OLED显示、柔性电子、半导体封装等领域对WVTR的要求已达10⁻⁵~10⁻⁶ g/(m²·day)量级,相当于干室中水蒸气含量低于0.2 ppbv。此时,仪器本底渗透、管路吸附、密封泄漏等环境干扰信号可能淹没真实渗透信号。痕量检测需采用超高精度仪器,并在环境控制、气路密封、传感器灵敏度等方面系统优化。
氧气透过率:
GB/T 1038(压差法)
GB/T 19789、GB/T 31354(库仑计检测法)
ASTM D3985、ISO 15105-2
水蒸气透过率:
GB/T 1037(杯式法)
GB/T 26253(红外检测器法)
ASTM F1249、ISO 15106-2/3
USP <671>(美国药典屏障保护检测)
2025版《中国药典》4010首次将“红外检测器法”明确为药包材透湿测试的适用方法。
食品与药品包装:OTR和WVTR共同决定保质期。药用塑料瓶WVTR通常≤0.01 g/(m²·day),OTR≤0.1 cm³/(m²·day)。
柔性电子与OLED显示:要求WVTR达10⁻⁵~10⁻⁶ g/(m²·day),需电解法或红外法检测。
光伏背板:水汽透过率直接影响组件寿命,是光伏背板选材和质量控制的必备项目。
医疗器械与半导体封装:输液管路、医用导管及高阻隔薄膜(SiNx、Al₂O₃等)需通过OTR/WVTR验证。
建筑保温材料:XPS挤塑板、喷涂聚氨酯硬泡体等需评估透湿率以保证长期保温性能。
阻隔性能检测正朝着高通量自动化、多气体测试能力(同时测氧气、氮气、二氧化碳)、温湿度耦合原位监测以及阻隔性能与力学/老化性能联合测试的方向发展。
深圳华瑞测科技有限公司在材料分析检测领域具备系统的检测能力,可为广东省内外客户提供专业的氧气/水蒸气透过率测试服务。
氧气透过率(OTR)测试:配备氧气透过率测试仪,覆盖塑料薄膜、高阻隔材料、太阳能背板、片材、复合材料、镀铝膜、共挤膜、铝箔等片状材料,以及塑料瓶、塑料袋、玻璃瓶、金属罐等包装容器。测试原理涵盖压差法和等压法,可依据GB/T 1038、GB/T 19789、ASTM D3985、ISO 15105-2等标准执行。
水蒸气透过率(WVTR)测试:可依据GB/T 1037(杯式法)和ASTM F1249(红外传感器法)等标准开展透湿性能测试,全面评估材料的防潮能力。
华瑞测注重根据客户的材料类型、应用场景和质量控制目标,协助制定科学的测试方案,确保检测结果的代表性和可靠性,为产品质量评价和改进提供坚实的数据基础。
OTR与WVTR是评估材料阻隔性能的核心指标,贯穿于食品药品包装、柔性电子、光伏组件、医疗器械等领域的研发、生产与质量控制全过程。随着阻隔性能要求进入痕量级时代,高精度检测的重要性日益凸显。深圳华瑞测科技有限公司立足深圳,持续完善阻隔性能检测技术能力,为各行业客户提供专业、规范、高精度的氧气/水蒸气透过率测试分析服务。
有害化学物质和未知成分分析、金属成分分析、稀土成分分析、矿石成分分析、塑胶成分分析、认证、检验鉴定服务
一般经营项目是:环境监测、空气、水质、土壤污染物、厂界噪音检测、职业病危害因素的检测与评价;实验室检测和检测技术咨询;食品营养成分及食品中健康危害物质的检测;日用品、化妆品及工业产品的测试分析,金属、电子电气产品、矿产品、陶瓷、耐火材料、服装、鞋类、食品、家具、纺织品、皮革、药品、饲料、饰品、包装材料、农药、兽药、饲料添加剂、肥料的检测;化工产品检测(不含危
深圳市华瑞测科技有限公司,简称(citek testing),是一家从事工业产品及消费用品安全(safety),电磁兼容(emc),物理性能和化学成分检测、鉴定、认证与技术咨询的第三方实验室。citek实行化管理、商业化服务、国际化发展、重点开展工业消费产品及环境中有害化学物质和未知成分分析、金属成分分析、稀土成分分析、矿石成分分析、塑胶成分分析、认证、检验鉴定服务;并与国内外科研机构保持着紧密的合作。 ...