
透氣量的測(cè)試是按固定壓差作為透氣量試驗(yàn)的基準(zhǔn)。各國(guó)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓差并不一致,例如美國(guó)ANSI/ASTM、K773、FS191/5450及日本的JISL1096規(guī)定為127.4Pa(13mm水柱);法國(guó)NFG07-111規(guī)定為196Pa(20mm水柱);德國(guó)DIN 53387 規(guī)定服裝織物為100Pa(10mm水柱)、降落傘織物為160PA(16mm水柱)、過(guò)濾織物及工業(yè)用織物為200Pa(20mm水柱);英國(guó)BS5636規(guī)定為98Pa(約10mm水柱)等;我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5453-1997《 紡織品 織物透氣性的測(cè)定》規(guī)定為服用織物100Pa(約10mm水柱)、產(chǎn)業(yè)用織物為200Pa(20mm水柱)。
不同織物的透氣性要求有很大不同,即使同一織物,由于使用要求不同,織物兩面壓差情況出往往是不同的,故應(yīng)根據(jù)織物自身材料的特性、使用要求的不同,而選用不同的壓降來(lái)進(jìn)行測(cè)試。
而氣體對(duì)材料的滲透性是材料物理性能檢測(cè)的重要項(xiàng)目之一,滲透性低的材料我們稱作對(duì)氣體具有一定的阻隔性,在這些材料中具有極低的氣體滲透性的材料又稱作阻隔性材料,被作為功能材料大量應(yīng)用;滲透性高的材料是相對(duì)于具有一定阻隔性的材料來(lái)講的,它們的氣體透過(guò)率非常大,種類繁多,用途也十分廠泛。
透氣性測(cè)試
我們常說(shuō)的透氣性測(cè)試是指對(duì)于具有一定氣體阻隔性的材料進(jìn)行特定氣體滲透性的檢測(cè)。這類材料多是高分子聚合物或是由高聚物制成的多層復(fù)合材料,廣泛應(yīng)用于食品、藥品、化工電子、等領(lǐng)域的產(chǎn)品包裝中。其中阻隔性極優(yōu)(氣體滲透性極低)的材料可以用于對(duì)氧氣、水蒸氣敏感商品的包裝,是近幾年塑料包裝業(yè)發(fā)展的重點(diǎn),也是充氣包裝、真空包裝無(wú)菌包裝等新型包裝發(fā)展的基礎(chǔ)。
材料的透氣性測(cè)試方法主要有壓差法和等壓法兩類,其中使用范圍泛的是壓差法。壓差法是純粹的物理檢測(cè)方法,測(cè)試原理清晰明了,與后面將要提到的透氣度測(cè)試設(shè)備原理一致,是透氣性測(cè)試中的根本方法。壓差法又分為真空壓差法和正壓差法兩類,按照檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)需要采用分辨率非常高的真空規(guī)或表壓傳感器,檢測(cè)過(guò)程中微小的壓力變化都需要被精確的采集下來(lái)。
透氣性測(cè)試的特點(diǎn)
1)對(duì)于真空壓差法透氣性測(cè)試設(shè)備,測(cè)試腔真空度是最重要的一項(xiàng)指標(biāo)。ASTM D1434-82 (2003) 要求真空壓差法的低壓側(cè)在26Pa以下,ISO 2556:2001及GB/T 1038-2000均要求低壓側(cè)壓力不大于27 Pa,透氣性測(cè)試儀需要配備抽真空能力很高的真空泵。由于真空度的高低與試樣的狀態(tài)直接相關(guān),因此,能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的真空度會(huì)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響。
2)真空規(guī)精度直接影響測(cè)試結(jié)果精度,而且精度的選擇會(huì)對(duì)真空規(guī)的量程有一定限制。由于氣體對(duì)這類材料的滲透性低,因此在測(cè)試過(guò)程中測(cè)試下腔的壓力變化率也很小,所以真空規(guī)的量程無(wú)需太大。
3)溫度的變化能直接影響試樣的阻隔性。材料的滲透系數(shù)、溶解度系數(shù)以及擴(kuò)散系數(shù)受溫度變化的影響遵守Arrhenius方程。
透氣度測(cè)試
對(duì)于塑料泡沫、皮革、紡織品、紙板、紙張、多孔陶瓷等透氣性較大的材料,用于一些特定領(lǐng)域時(shí)需要量化氣體對(duì)于這些材料的滲透性,例如卷煙紙的透氣性選擇是否恰當(dāng)能直接影響煙支的外觀、卷煙的吃味和煙氣成分的含量,而對(duì)紡織品透氣性的控制是直接影響衣物穿著舒適度的關(guān)鍵因素。對(duì)于這類材料氣體滲透性的檢測(cè)我們稱為透氣度測(cè)試,試驗(yàn)需要采用專業(yè)的透氣度測(cè)試儀。
這類材料的透氣度測(cè)試方法大體可以分為定流量測(cè)壓差和定壓差測(cè)流量?jī)深悺6髁繙y(cè)壓差法主要用于聚氨酯泡沫塑料以及軟質(zhì)或半硬質(zhì)多孔彈性材料的測(cè)試;定壓差測(cè)流量法主要應(yīng)用于紡織品、無(wú)紡布、皮革、土工布等;紙、皮革等材料的透氣度檢測(cè)需測(cè)試在一定壓差下透過(guò)試樣一定體積空氣的時(shí)間,這可歸為定壓差測(cè)流量一類,再通過(guò)測(cè)得的流量進(jìn)行計(jì)算就可以了。
透氣度測(cè)試與透氣性測(cè)試的區(qū)別
01測(cè)試對(duì)象不同。透氣性測(cè)試主要用于檢測(cè)薄膜,而透氣度測(cè)試主要檢測(cè)多孔材料、無(wú)紡布等。
02透氣性測(cè)試可以檢測(cè)氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、空氣等氣體對(duì)材料的滲透性,而透氣度測(cè)試主要檢測(cè)空對(duì)材料的滲透性。
03試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)短差異較大,透氣性測(cè)試時(shí)間長(zhǎng),透氣度測(cè)試時(shí)間要短的多,這主要是因?yàn)閮煞N測(cè)試材料透氣性的差別非常大。
04由于透氣度測(cè)試主要檢測(cè)透氣性高的材料,因此設(shè)備無(wú)需使用高靈敏度的真空規(guī)或壓力傳感器,對(duì)真空泵的抽真空能力要求也比較低,但要求壓力傳感器具有很寬的量程,以滿足不同透氣量檢測(cè)的需要。
05透氣度測(cè)試設(shè)備的關(guān)鍵元器件不僅有壓力傳感器和真空泵,流量計(jì)的精度和量程也非常重要。
06不同的材料,由于檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及方法的差異,試驗(yàn)數(shù)據(jù)的單位差別很大。