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技術(shù)文章

水蒸氣透過(guò)率測(cè)試儀工作理念

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水蒸氣透過(guò)率實(shí)際上包含了水蒸氣透過(guò)量和水蒸氣透過(guò)系數(shù)兩個(gè)含義,這兩個(gè)含義所表達(dá)的意思也有一定的區(qū)別,但都可以用來(lái)表示水蒸氣透過(guò)某種材料的能力。水蒸氣透過(guò)量表示在一定的時(shí)間,一定的溫度和濕度條件下,水蒸氣透過(guò)材料的重量。水蒸氣透過(guò)率則是通過(guò)系數(shù)換算的水蒸氣透過(guò)量的標(biāo)準(zhǔn)值,并對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)單位,用于不同測(cè)試結(jié)果之間的比較。


水蒸氣透過(guò)量和水蒸氣透過(guò)系數(shù)按照GB/T 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗(yàn)方法---杯式法》(對(duì)應(yīng)美國(guó)試驗(yàn)與協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E96-1980)進(jìn)行測(cè)定。
1.透濕杯及定位裝置: 透濕杯由質(zhì)輕、耐腐蝕、不透水、不透氣的材料制成,
有效測(cè)定面積至少為25㎝,見(jiàn)圖1,
2 .原理及定義
原理: 在規(guī)定的溫度、相對(duì)濕度條件下,試樣兩側(cè)保持一定的水蒸氣壓差,測(cè)量透過(guò)試樣的水蒸氣量,計(jì)算水蒸氣透過(guò)量和水蒸氣透過(guò)系數(shù)。
水蒸氣透過(guò)量:在規(guī)定的溫度、相對(duì)濕度,一定的水蒸氣壓差和一定厚度的條件下,1㎡的試樣在24 h 內(nèi)透過(guò)的水蒸氣量。
水蒸氣透過(guò)系數(shù):在規(guī)定的溫度、相對(duì)濕度環(huán)境中,單位時(shí)間內(nèi),單位水蒸氣壓差下,透過(guò)單位厚度,單位面積試樣的水蒸氣量。
3. 測(cè)試條件
溫度: 38+0.6℃,相對(duì)濕度90+2%。
4.水蒸氣在聚合物中的透過(guò)機(jī)理

水蒸氣是極性分子,分子性質(zhì)的不同直接影響到具體的滲透過(guò)程以及滲透量。氫鍵是聚合物材料中的主要分子間作用力,由于水蒸氣分子和極性聚合物基團(tuán)之間可以形成氫鍵,因而水蒸氣分子在聚合物表面的溶解度系數(shù)以及在聚合物中的擴(kuò)散系數(shù)都受到水蒸氣與聚合物間相互作用的影響。因此聚合物的極性是引起水蒸氣分子與聚合物基團(tuán)之間出現(xiàn)強(qiáng)烈相互作用的主要原因,含有極性基團(tuán)如-COO-、-CO-NH-和-OH等比較多的高分子材料吸水性也強(qiáng)。另一方面,水蒸氣對(duì)聚合物薄膜的吸附和溶脹作用將明顯增加所有氣體對(duì)薄膜的透過(guò)性,若環(huán)境中的水分?jǐn)U散進(jìn)入材料中,相當(dāng)于向材料中加入了一定量的增塑劑,不僅會(huì)使聚合物材料中自由體積增加,也使高分子的一些運(yùn)動(dòng)單元的重排運(yùn)動(dòng)易于進(jìn)行,提供使?jié)B透分子擴(kuò)散通過(guò)的瞬時(shí)縫隙的機(jī)會(huì)增多,使水蒸氣的滲透系數(shù)增大。聚合物的凝聚能也就是表示聚合物鏈間的作用力如果比較強(qiáng)的話(huà),水蒸氣分子擠入聚合物鏈間的可能性就減小,透濕性相應(yīng)地也就小。有研究將致密型聚合物薄膜透過(guò)水蒸氣的過(guò)程稱(chēng)作活化擴(kuò)散過(guò)程。這種機(jī)理與氮?dú)鈴臍馇蛑猩l(fā)出來(lái)的機(jī)理一樣的。在高濃度一側(cè),水蒸氣先是吸附并溶解于聚合物薄膜表面上,然后穿過(guò)表面在聚合物內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)散。當(dāng)氣體達(dá)到對(duì)側(cè)(水蒸氣低濃度側(cè))時(shí),水蒸氣被解吸,進(jìn)入周?chē)拇髿庵?。在這個(gè)過(guò)程中,聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和薄膜的厚度乃是決定滲透性的主要因素。水蒸氣在聚合物薄膜中的滲透過(guò)程  此外,透過(guò)率與可引起薄膜溶脹的水蒸氣濃度有關(guān),而且溫度條件也會(huì)對(duì)聚合物的鏈段運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響,從而影響聚合物的自由體積。所以,在討論聚合物的透濕性時(shí),必須明確試驗(yàn)的相對(duì)濕度差,溫度等條件,作為數(shù)據(jù)對(duì)比的必要條件。

水蒸氣透過(guò)率測(cè)試儀別名透濕儀、透濕性測(cè)試儀、水蒸氣透過(guò)率測(cè)定儀、透水汽實(shí)驗(yàn)儀。是一款專(zhuān)業(yè)用于薄膜試樣的水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng),適用于塑料薄膜、復(fù)合膜等膜、片狀材料與醫(yī)療、建材領(lǐng)域等多種材料的水蒸氣透過(guò)率的測(cè)定。通過(guò)水蒸氣透過(guò)率的測(cè)定,達(dá)到控制與調(diào)節(jié)材料的技術(shù)指標(biāo),滿(mǎn)足產(chǎn)品應(yīng)用的不同需求。

阻隔性能就是阻隔水蒸氣性能,是指包裝材料對(duì)液體、水蒸氣等滲透物的阻隔作用。阻隔水蒸氣性能是影響產(chǎn)品貨架期質(zhì)量的重要因素之一,也是分析貨架期的重要參考之一。企業(yè)通過(guò)對(duì)該項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目的測(cè)試分析,能解決由于產(chǎn)品對(duì)水蒸氣敏感而產(chǎn)生的受潮變質(zhì)等問(wèn)題

透濕儀主要適用于塑料薄膜、復(fù)合膜等膜、片狀材料、高阻隔材料、太陽(yáng)能背板、金屬箔片、防水卷材及塑料、橡膠、紙質(zhì)、玻璃、金屬等材料的瓶、袋、罐、盒等包裝容器的水蒸氣透過(guò)率的測(cè)定。通過(guò)水蒸氣透過(guò)率的測(cè)定,達(dá)到控制與調(diào)節(jié)包裝材料等產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)、滿(mǎn)足產(chǎn)品應(yīng)用的不同需求。



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采用透濕杯稱(chēng)重法測(cè)試原理,在一定的溫度下,使試樣的兩側(cè)形成特定的濕度差,水蒸氣透過(guò)透濕杯中的試樣進(jìn)入干燥的一側(cè),通過(guò)測(cè)定透濕杯重量隨時(shí)間的變化量,求出試樣的水蒸氣透過(guò)率等參數(shù)。

執(zhí) 行 標(biāo)GB 1037、GB/T16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、ISO 2528、YY/T0148-2017、DIN53122-1、JIS Z0208、YBB 00092003

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