薄膜氣體透過(guò)性能測(cè)試方法

一、范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用壓差法測(cè)定塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)量和氣體透過(guò)系數(shù)的試驗(yàn)方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)定空氣或其他試驗(yàn)氣體。

二、引用標(biāo)準(zhǔn)

下來(lái)標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過(guò)在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境

GB/T 6672-1986 塑料薄膜和薄片厚度的測(cè)定機(jī)械測(cè)量法

三、定義

本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。

1、氣體透過(guò)量

在恒定溫度和單位壓力差下，在穩(wěn)定透過(guò)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)試樣單位面積的氣體的體積。以標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的體積值表示，單位為：cm3/m2·d·Pa。

2、氣體透過(guò)系數(shù)

在恒定溫度和單位壓力差下，在穩(wěn)定透過(guò)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)試樣單位厚度、單位面積的氣體的體積。以標(biāo)準(zhǔn)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(kāi)、高壓室充有約105Pa的試驗(yàn)氣體，低壓室的體積已知。試驗(yàn)密封后用真空泵將低壓室內(nèi)空氣抽到接近零值。

用測(cè)壓計(jì)測(cè)量低壓室內(nèi)的壓力增量ΔP，可確定試驗(yàn)氣體由高壓室透過(guò)膜（片）到低壓室的以時(shí)間為函數(shù)的氣體量，但應(yīng)排除氣體透過(guò)速度隨時(shí)間而變化的初始階段。

氣體透過(guò)量和氣體透過(guò)系數(shù)可由儀器所帶的計(jì)算機(jī)按規(guī)定程序計(jì)算后輸出到軟盤(pán)或打印在記錄紙上，也可按測(cè)定值經(jīng)計(jì)算得到。

五、儀器

1、透氣室

由上下兩部分組成。當(dāng)裝入試樣時(shí)，上部為高壓室，用于存放試驗(yàn)氣體。下部為低壓室，用于貯存透過(guò)的氣體并測(cè)定透氣過(guò)程前后壓差，以計(jì)算試樣的氣體透過(guò)量。上下兩部分均裝有試驗(yàn)氣體的進(jìn)出管。

低壓室由一個(gè)中央帶空穴的試驗(yàn)臺(tái)和裝在空穴中的穿孔圓盤(pán)組成。根據(jù)試樣透氣量的不同，穿孔圓盤(pán)下部空穴的體積也不同。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)在試樣和穿孔圓盤(pán)之間嵌入一張濾紙以支撐試樣。

2、測(cè)壓裝置

高、低壓室應(yīng)分別有一個(gè)測(cè)壓裝置，低壓室測(cè)壓裝置的準(zhǔn)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(méi)有痕跡或可見(jiàn)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(gè)。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(jìn)行48h以上狀態(tài)調(diào)節(jié)或按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定處理。

七、步驟

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

2、在試驗(yàn)臺(tái)上涂一層真空油脂，若油脂涂在空穴中的圓盤(pán)上，應(yīng)仔細(xì)擦凈；若濾紙邊緣有油脂時(shí)，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(kāi)啟真空泵。

4、在試驗(yàn)臺(tái)中的圓盤(pán)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(yàn)臺(tái)上的真空油脂良好接觸。開(kāi)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(kāi)高壓室針閥及隔斷閥，開(kāi)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(kāi)試驗(yàn)氣瓶和氣源開(kāi)關(guān)向高壓室充試驗(yàn)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(guò)高時(shí)，應(yīng)開(kāi)啟隔斷閥排出。

7、對(duì)攜帶運(yùn)算器的儀器，應(yīng)首先打開(kāi)主機(jī)電源開(kāi)關(guān)及計(jì)算機(jī)電源開(kāi)關(guān)，通過(guò)鍵盤(pán)分別輸入各試驗(yàn)臺(tái)樣品的名稱、厚度、低壓室體積參數(shù)和試驗(yàn)氣體名稱等，準(zhǔn)備試驗(yàn)。

8、關(guān)閉高、低壓室排氣針閥，開(kāi)始透氣試驗(yàn)。

9、為剔除開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)的非線性階段，應(yīng)進(jìn)行10min的預(yù)透氣試驗(yàn)。隨后開(kāi)始正式透氣試驗(yàn)，記錄低壓室的壓力變化值ΔP和試驗(yàn)時(shí)間t。

10、繼續(xù)試驗(yàn)直到在相同的時(shí)間間隔內(nèi)壓差的變化保持恒定，達(dá)到穩(wěn)定透過(guò)。至少取3個(gè)連續(xù)時(shí)間間隔的壓差值，求其算術(shù)平均值，以此計(jì)算該試樣的氣體透過(guò)量及氣體透過(guò)率。

八、結(jié)果計(jì)算

1、氣體透過(guò)量Qg按式（1）進(jìn)行計(jì)算：

2、氣體透過(guò)系數(shù)pg[cm3·cm/(cm2·s·Pa]按式（2）進(jìn)行計(jì)算：

3、對(duì)于給定的儀器，低壓室體積V和試樣的試驗(yàn)面積S是一常數(shù)。

4、對(duì)攜帶運(yùn)算器的試驗(yàn)儀器，計(jì)算機(jī)將直接計(jì)算出試樣的氣體透過(guò)量和氣體透過(guò)系數(shù)。

5、試驗(yàn)結(jié)果以每組試樣的算術(shù)平均值表示。

九、試驗(yàn)記錄

試驗(yàn)記錄應(yīng)至少包括以下幾項(xiàng)：

a) 樣品名稱及狀態(tài)調(diào)節(jié)情況的說(shuō)明；

b) 所使用的儀器及狀況說(shuō)明；

c) 所用試驗(yàn)氣體名稱；

d) 試驗(yàn)溫度；

e) 每個(gè)試樣的厚度；

f) 每個(gè)試樣的透氣量及每組試樣算術(shù)平均值；

g) 根據(jù)需要計(jì)算氣體透過(guò)系數(shù)。

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