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《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定—电解传感器法》标准介绍 ... ...

2013-9-5 13:37| 发布者: echo| 查看: 62050| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: 摘要:本文介绍了GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定电解传感器法》的实施进度。并且将该标准与ISO 15106-3:2003、GB/T 1037-1988 进行了详细的条款对比。关键词:透湿性,电解传感器法,标定,电解 ...
       可能有些读者会存在这样的疑惑,由于目前还没有能在全世界流通使用的标准膜,每个国家实际用于阻隔性设备标定的标准膜都是不一样的,那么这是否意味着电解传感器法设备或者是按照GB/T 21529-2008 检测的数据与其他国家的电解传感器法设备或者按照其他电解传感器法测试标准出具的数据就一定存在不一致吗?实际上这种情况是不会出现的,这是因为全球的称重法都是采用标准砝码来标定称重系统(数据准确性的关键),而全球的标准砝码都是采用同一标准,可以保证同一等级的砝码在全球具有统一、稳定的数据,这样就能确保全球称重法设备所出具的数据都是一致的,进而也就能够保证统一到称重法数据体系上的电解传感器法数据的全球一致性。
       3. 规定了在试验过程中判断水蒸气渗透达到稳定状态的条件。水蒸气对于薄膜的渗透需要经历一个从非平衡态(渗透不稳定)到达平衡态(渗透稳定)的过程,而测定材料的真实透湿性能参数一定要在平衡态下测定,因此对于平衡态的判断是测试数据是否准确的关键。像称重法那样设定渗透平衡的科学判断条件是非常必要的,即本标准所采用的“比例判断”方法:“按一定的时间间隔定时测量电解电流的变化量,当相邻3 次电流采样值波动幅度不大于5%时,可视为电流已保持恒定,水蒸气渗透达到稳定状态。”此处5%的波动要求与GB/T 1037-1988 的要求是一致的。采用比例判断不但可以提高数据的稳定性和准确性,而且结合先进的电脑控制技术能“无条件地”有效降低电解池的无效损耗,进而降低测试成本。
       4. 在试验结果中,规定了每个试样测试值与试样算术平均值的偏差不得超过10%,这个条款可以用于对有效试验条件的判断,以免由于操作问题、试样问题或者其他问题而将非有效数据计入试验结果中。
       5. 增加了附录B,附录B 采用ASTM E 104:2002《使用水溶液保持恒定相对湿度的标准方法》和DIN 53122.2:1982《测试塑料薄膜、橡胶、纸张、纸板以及其他片材水蒸气透过率的测定电解法》中提供的不同盐的饱和水溶液所能实现的相对湿度的数据。在标准的实际运用中,操作人员会发现这一修改能大大改善操作的方便性,因为在ISO 15106-3:2003 中仅提供了通过硫酸溶液实现指定相对湿度的方法,然而在实际操作中,对于硫酸溶液的使用安全性值得重视,而且仅靠硫酸溶液所能达到的湿度值也是很有限的。通过附录B 的增加使所能达到的相对湿度值从0%RH~80%RH 中的15 个湿度点扩展到0%RH~98.5%RH 中绝大多数湿度点,为操作人员提供了通过多种途径安全实现指定相对湿度的方法。
       6. 增加了附录C。附录C 参照DIN 53122.2:1982 中仪器常数的推导过程,对仪器常数的计算进行了详细的介绍。ISO 15106-3:2003 中仪器常数的出现非常突兀,而且该标准中没有给出这个常数的来历,很多读者都没有弄明白这个常数的意义以及增加常数的原因,因此对于这个仪器常数的认同度也不高。GB/T 21529-2008 的制订本着全面、完整的原则对这个常数的计算给出了清晰地说明。实际上,仪器常数并非表面意义上的是一个有关“仪器”的常数(这个名称容易让人误解它是一个标定系数,每台设备都不相同),而是电解传感器法的一个方法常数,这里之所以称之为“仪器常数”只是延续使用了ISO 15106-3:2003 中的名称而已。
       7. 对于ISO 15106-3:2003 中叙述不确定的条款以及没有实质性内容的条款进行了删除。
       8. 其他修改都是本着增强标准的实用性、排除局限性、明确不清晰叙述的原则进行的。首先,降低了标准中一些限制性条件的使用。例如本次制订的电解传感器法标准对于电解传感器的工作电压没有做规定,在流量计选择范围以及渗透面积的选择上都放宽了要求。其次,为使本标准具有广泛的实用性,标准还放宽了对一些仪器元件材料的种类选择。这些举措有助于新型材料以及新型设计在检测设备中的应用,为该标准适应今后的技术发展做好了铺垫。
尽管GB/T 21529-2008 在ISO 15106-3:2003 的基础上进行了以上改动,但是这些修改都不触及测试的基本原理,只是使得标准的应用更加方便,而且每项修改都有着充分的依据,不但补充完善了ISO 15106-3:2003 中存在的不足,同时为本标准适应今后的技术发展做好了铺垫。
       3. GB/T 21529 与GB/T 1037
       在制订GB/T 21529-2008 之前我国只有GB/T 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法杯式法》在应用,所以新旧标准之间的比较和联系也是一个广泛关注的重点。由于测试方法不同,在设备结构、测试元件等方面没有可对比性,所以这里仅从定义、试验条件、平衡判断和实用性方面进行对比。
       1. GB/T 21529-2008 结合ISO、ASTM 的多条透湿性测试标准将在指定条件下单位时间透过单位面积试样的水蒸气量定义为水蒸气透过率(Water Vapour Transmission Rate,WVTR),而并非GB/T 1037-1988 中所使用的“水蒸气透过量”。然而从参数本质上讲,GB/T 21529-2008 中水蒸气透过率定义与GB/T 1037-1988 中的水蒸气透过量定义的含义是完全一致的,单位都是克每平方米每24 小时g/m2·24h。
       2. 在可选的试验条件上,GB/T 21529-2008 在保留GB/T 1037-1988 中测试条件的基础上又增加了3 个,使得测试条件的选择范围更宽。
       3. 在平衡判断以及测试数据取舍的条件方面GB/T 21529-2008 与GB/T 1037-1988 完全一致。
       4. 在标准的实用性以及实际操作方便性方面GB/T 21529-2008 比较突出。首先,对于GB/T 1037-1988 来讲,由于干燥剂的吸湿能力是有限的,所以为保证试样两侧水蒸气压力差的持久性和一致性,在整个实验过程中需要有操作人员的干预,也就是说试验无法自动完成,但是电解传感器法的整个试验过程可以自动完成,而试验过程中试样两侧湿度差的控制也无需人工干预。其次,在试样制备上电解传感器法免除了由于对透湿杯进行蜡封所带来的不确定因素,并提高了试样装夹的方便性,进而提高了测试数据的有效性。再次,电解传感器法的测试效率获得大幅度提高,能更好地适应包装业对于快速测试的需求。
       4. 总结
       GB/T 21529-2008 标准的制订不仅仅只是先进方法的引进,同时更加注重对方法准确性、实用性的评定,更适合我国的实际应用需求。相信今年10 月1 日起开始实施的这项透湿率测试标准能为促进我国包装行业的发展提供更多的便利,更好地满足包装行业快速发展的需求。
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