透气性测试方法及设备
3、等压法
图 2. 传感器法测试原理图
U0 ——电压零信号;
k ——设备的校正因子;
Pa ——环境大气压;
P0 ——测试气体中的氧气分压差;
A ——有效渗透面积。
在检测材料的氧气透过率时使用的是氧传感器,只能对氧气的渗透性进行分析,由于氮气作为载气用于输送渗透通过试样的测试气体,所以目前利用这种测试结构检测氮气透过率还是无法实现的。
传感器法是随着氧探测器技术的不断成熟而出现的。相对于真空法测试,它的试验时间有一定的缩短,更常用于国际贸易中高阻隔性材料的检测。另外,由于使用的传感器属消耗型元件,所以设备标定所得的校正因子并不是长期有效的,需要根据要求进行周期性设备标定。当传感器的损耗达到一定程度时必须更换,因此传感器法设备的检测成本比压差法设备的检测成本要高一些。不同厂商的设备其传感器的使用寿命会有较大差别, Labthink TOY-C1所采用的氧传感器在正常使用情况下预计能够使用12-30个月,算是使用时间比较长的了。等压法在测试试样两侧保持常压,使得试样两侧的压力相等,这给容器透气性检测奠定了基础,可避免由于容器壁两侧压差过大导致容器爆裂的情况。ASTM F 1307是检测容器透氧性的测试标准,它与ASTM D 3985(检测薄膜、薄片的透氧性)对设备结构的设计以及氧传感器的使用方式相近,将容器检测附件拆卸之后,同一款设备完全可以按照 ASTM D 3985 进行薄膜、片材的透氧性测试。目前市场上已经有几款同时具有容器、薄膜透氧性检测双重功能的检测设备,如Labthink TOY-C1容器/薄膜透氧仪。
4、测试设备的选择
压差法和等压法的测试原理不同,测试条件不同,试验结果的单位也不相同(压差法单位是:cm3/m2·24h·0.1MP,等压法单位是:cm3/m2·d),所以由这两种方法得到的未经校正的原始数据,从理论上说不具备可比性。但通过使用标准膜标定等压法设备并将校正因子用于正式试验后,压差法和等压法的试验结果就可以比较了。
评论