薄膜氣體透過性能測試方法

一、范圍

本標準規(guī)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(shù)的試驗方法。

本標準適用于測定空氣或其他試驗氣體。

二、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(gòu)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(yīng)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(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標準環(huán)境

GB/T 6672-1986 塑料薄膜和薄片厚度的測定機械測量法

三、定義

本標準采用下列定義。

1、氣體透過量

在恒定溫度和單位壓力差下，在穩(wěn)定透過時，單位時間內(nèi)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。

2、氣體透過系數(shù)

在恒定溫度和單位壓力差下，在穩(wěn)定透過時，單位時間內(nèi)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。

四、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(nèi)空氣抽到接近零值。

用測壓計測量低壓室內(nèi)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(shù)的氣體量，但應(yīng)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(shù)可由儀器所帶的計算機按規(guī)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(jīng)計算得到。

五、儀器

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(jù)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(yīng)在試樣和穿孔圓盤之間嵌入一張濾紙以支撐試樣。

2、測壓裝置

高、低壓室應(yīng)分別有一個測壓裝置，低壓室測壓裝置的準確度應(yīng)不低于6Pa。

3、真空泵

應(yīng)能使低壓室中的壓力不大于10Pa。

六、試樣

試樣應(yīng)具有代表性，應(yīng)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(yīng)在GB/T 2918中規(guī)定的23±2環(huán)境下，將試樣放在干燥器中進行48h以上狀態(tài)調(diào)節(jié)或按產(chǎn)品標準規(guī)定處理。

七、步驟

1、按GB/T 6672測量試樣厚度，至少測量5點，取算術(shù)平均值。

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(yīng)仔細擦凈；若濾紙邊緣有油脂時，應(yīng)更換濾紙（化學(xué)分析用濾紙，厚度0.2~0.3mm）。

3、關(guān)閉透氣室各針閥，開啟真空泵。

4、在試驗臺中的圓盤上放置濾紙后，放上經(jīng)狀態(tài)調(diào)節(jié)的試樣。試樣應(yīng)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(yīng)緊密貼合在濾紙上。在上蓋的凹槽內(nèi)放置O形圈，蓋好上蓋并緊固。

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(xù)脫氣3h以上，以排除試樣所吸附的氣體和水蒸氣。

6、關(guān)閉隔斷閥，打開試驗氣瓶和氣源開關(guān)向高壓室充試驗氣體，高壓室的氣體壓力應(yīng)在（1.0~1.1）x105Pa范圍內(nèi)。壓力過高時，應(yīng)開啟隔斷閥排出。

7、對攜帶運算器的儀器，應(yīng)首先打開主機電源開關(guān)及計算機電源開關(guān)，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(shù)和試驗氣體名稱等，準備試驗。

8、關(guān)閉高、低壓室排氣針閥，開始透氣試驗。

9、為剔除開始試驗時的非線性階段，應(yīng)進行10min的預(yù)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。

10、繼續(xù)試驗直到在相同的時間間隔內(nèi)壓差的變化保持恒定，達到穩(wěn)定透過。至少取3個連續(xù)時間間隔的壓差值，求其算術(shù)平均值，以此計算該試樣的氣體透過量及氣體透過率。

八、結(jié)果計算

1、氣體透過量Qg按式（1）進行計算：

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

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(shù)。

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(shù)。

5、試驗結(jié)果以每組試樣的算術(shù)平均值表示。

九、試驗記錄

試驗記錄應(yīng)至少包括以下幾項：

a) 樣品名稱及狀態(tài)調(diào)節(jié)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(shù)平均值；

g) 根據(jù)需要計算氣體透過系數(shù)。

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