塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法—壓差法

《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法—壓差法》

1 范圍

本標準規定了用壓差法測定塑料薄膜和薄片氣體透過量和氣體透過系數的試驗方法。

本標準適用于測定空氣或其他試驗氣體。

2 引用標準

下來標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。

GB/T 2918-1998 塑料試樣狀態調節和試驗的標準環境

GB/T 6672-1986 塑料薄膜和薄片厚度的測定機械測量法

3 定義

本標準采用下列定義。

3.1 氣體透過量

在恒定溫度和單位壓力差下，在穩定透過時，單位時間內透過試樣單位面積的氣體的體積。以標準溫度和壓力下的體積值表示，單位為：cm3/m2·d·Pa。

3.2 氣體透過系數

在恒定溫度和單位壓力差下，在穩定透過時，單位時間內透過試樣單位厚度、單位面積的氣體的體積。以標準溫度和壓力下的體積值表示，單位為：cm3·cm/cm2·s·Pa。

4 原理

塑料薄膜或薄片將低壓室和高壓室分開、高壓室充有約105Pa的試驗氣體，低壓室的體積已知。試驗密封后用真空泵將低壓室內空氣抽到接近零值。

用測壓計測量低壓室內的壓力增量ΔP，可確定試驗氣體由高壓室透過膜（片）到低壓室的以時間為函數的氣體量，但應排除氣體透過速度隨時間而變化的初始階段。

氣體透過量和氣體透過系數可由儀器所帶的計算機按規定程序計算后輸出到軟盤或打印在記錄紙上，也可按測定值經計算得到。

5 儀器

透氣儀見圖1.儀器包括以下幾部分：

5.1 透氣室

由上下兩部分組成。當裝入試樣時，上部為高壓室，用于存放試驗氣體。下部為低壓室，用于貯存透過的氣體并測定透氣過程前后壓差，以計算試樣的氣體透過量。上下兩部分均裝有試驗氣體的進出管。

低壓室由一個中央帶空穴的試驗臺和裝在空穴中的穿孔圓盤組成。根據試樣透氣量的不同，穿孔圓盤下部空穴的體積也不同。試驗時應在試樣和穿孔圓盤之間嵌入一張濾紙以支撐試樣。

5.2 測壓裝置

高、低壓室應分別有一個測壓裝置，低壓室測壓裝置的準確度應不低于6Pa。

5.3 真空泵

應能使低壓室中的壓力不大于10Pa。

6 試樣

試樣應具有代表性，應沒有痕跡或可見的缺陷。試樣一般為圓形，其直徑取決于所使用的儀器，每組試樣至少為3個。應在GB/T 2918中規定的23±2環境下，將試樣放在干燥器中進行48h以上狀態調節或按產品標準規定處理。

7 步驟

7.1 按GB/T 6672測量試樣厚度，至少測量5點，取算術平均值。

7.2 在試驗臺上涂一層真空油脂，若油脂涂在空穴中的圓盤上，應仔細擦凈；若濾紙邊緣有油脂時，應更換濾紙（化學分析用濾紙，厚度0.2~0.3mm）。

7.3 關閉透氣室各針閥，開啟真空泵。

7.4 在試驗臺中的圓盤上放置濾紙后，放上經狀態調節的試樣。試樣應保持平整，不得有皺褶。輕輕按壓使試樣與試驗臺上的真空油脂良好接觸。開啟低壓室針閥，試樣在真空下應緊密貼合在濾紙上。在上蓋的凹槽內放置O形圈，蓋好上蓋并緊固。

7.5 打開高壓室針閥及隔斷閥，開始抽真空直至27Pa以下，并繼續脫氣3h以上，以排除試樣所吸附的氣體和水蒸氣。

7.6 關閉隔斷閥，打開試驗氣瓶和氣源開關向高壓室充試驗氣體，高壓室的氣體壓力應在（1.0~1.1）x105Pa范圍內。壓力過高時，應開啟隔斷閥排出。

7.7 對攜帶運算器的儀器，應首先打開主機電源開關及計算機電源開關，通過鍵盤分別輸入各試驗臺樣品的名稱、厚度、低壓室體積參數和試驗氣體名稱等，準備試驗。

7.8 關閉高、低壓室排氣針閥，開始透氣試驗。

7.9 為剔除開始試驗時的非線性階段，應進行10min的預透氣試驗。隨后開始正式透氣試驗，記錄低壓室的壓力變化值ΔP和試驗時間t。

7.10 繼續試驗直到在相同的時間間隔內壓差的變化保持恒定，達到穩定透過。至少取3個連續時間間隔的壓差值，求其算術平均值，以此計算該試樣的氣體透過量及氣體透過率。

8 結果計算

8.1 氣體透過量Qg按式（1）進行計算：

8.2 氣體透過系數pg[cm3·cm/(cm2·s·Pa]按式（2）進行計算：

8.3 對于給定的儀器，低壓室體積V和試樣的試驗面積S是一常數。

8.4 對攜帶運算器的試驗儀器，計算機將直接計算出試樣的氣體透過量和氣體透過系數。

8.5 試驗結果以每組試樣的算術平均值表示。

9 試驗記錄

試驗記錄應至少包括以下幾項：

a)     樣品名稱及狀態調節情況的說明；

b)     所使用的儀器及狀況說明；

c)     所用試驗氣體名稱；

d)     試驗溫度；

e)     每個試樣的厚度；

f)      每個試樣的透氣量及每組試樣算術平均值；

g)     根據需要計算氣體透過系數。

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