氣體滲透性測試儀測試方法及原理

氣體對材料的滲透性( Permeability)是材料物理性能檢測的重要項目之一，滲透性低的材料我們稱作對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陛材料，被作為功能材料大量應用（如商品包裝）；滲透性高的材料是相對于具有一定阻隔性的材料來講的，它們的氣體透過率非常大，種類繁多，用途也十分廣泛。

定義：

透氣性測試是指對于具有一定氣體阻隔性的材料進行特定氣體滲透性的檢測。這類材料多是高分子聚合物或是由高聚物制成的多層復合材料，廣泛應用于食品、藥品、化工、電子、****等領域的產品包裝中。其中阻隔性極優（氣體滲透性極低）的材料可以用于對氧氣、水蒸氣敏感商品的包裝，是近幾年塑料包裝業發展的重點，也是充氣包裝、真空包裝、無菌包裝等新型包裝發展的基礎。

測試方法：

材料的透氣性測試方法主要有壓差法和等壓法兩類，其中使用范圍較廣泛的是壓差法。壓差法是純粹的物理檢測方法，測試原理清晰明了，與后面將要提到的透氣度測試設備原理一致，是透氣性測試中的根本方法。

測試原理：

壓差法測試原理，將預先處理好的試樣放置在上下測試腔之間，夾緊。首先對低壓腔（下腔）進行真空處理，然后對整個系統抽真空；當達到規定的真空度后，關閉測試下腔，向高壓腔（上腔）充入一定壓力的試驗氣體，并保證在試樣兩側形成一個恒定的壓差（可調）；這樣氣體會在壓差梯度的作用下，由高壓側向低壓側滲透，通過對低壓側內壓強的監測處理，從而得出所測試樣的各項阻隔性參數。

透氣性測試具有如下特點：

首先，對于壓差法透氣性測試設備，測試腔真空度是較重要的一項指標。

ASTM D 1434-82( 2003)要求壓差法的低壓側在26Pa以下，IS0 2556:2001及GB/T 1038-2000均要求低壓側壓力不大于27Pa，透氣性測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直接相關，因此，能否達到標準要求的真空度會對試驗數據產生一定的影響。

其次，真空規( Vacuum Gauge)精度直接影響測試結果精度，而且精度的選擇會對真空規的量程有一定限制。由于氣體對這類材料的滲透性低，因此在測試過程中測試下腔的壓力變化率也很小，所以真空規的量程無需太大。表1中列出了5種高阻隔性材料的透氧性檢測的實測數據，在這組試驗中，至試驗結束時的較大壓力變化量都不大于20Pa。

第三，溫度的變化能直接影響試樣的阻隔性。材料的滲透系數、溶解度系數以及擴散系數受溫度變化的影響遵守Arrhenius方程。

測試儀器：

賽成儀器自主研發的GPT-203壓差法氣體滲透儀基于壓差法的測試原理，三腔單獨測試，是一款專業用于薄膜、片材等試樣的氣體透過率測試儀，適用于塑料薄膜、復合膜、高阻隔材料、片材、金屬箔片在各種溫度下的氣體透過量和氣體透過系數的測定。

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