塑料透湿系数检测

塑料透湿系数检测是通过量化水蒸气透过塑料的能力，评估材料长期防潮性能的核心测试，它在水蒸气透过率（WVTR）基础上，结合塑料厚度计算得出，能更客观反映材料本身的阻隔特性（不受厚度影响），主流方法为称重法（杯式法） 和电解传感器法，需根据检测精度选择。

核心概念与检测原理

1. 关键概念区分

• 水蒸气透过率（WVTR）：单位面积、单位时间内透过塑料的水蒸气质量，反映材料阻隔效果（单位：g/(m²・24h)），受材料厚度影响。

• 透湿系数（P）：单位时间、单位厚度、单位蒸汽压差下，透过单位面积的水蒸气质量，仅与材料本身特性相关（单位：g・mm/(m²・24h・kPa)），是材料选型的核心指标。

2. 共同检测原理

两种方法均先测 WVTR，再结合塑料厚度计算透湿系数，核心逻辑分 3 步：

1. 控制塑料两侧的温湿度差（如一侧高湿 90% RH，一侧低湿 0% RH），形成稳定的水蒸气浓度梯度。

2. 测量一定时间内透过塑料的水蒸气量，计算水蒸气透过率（WVTR）。

3. 结合塑料的平均厚度（d）和两侧蒸汽压差（Δp），按公式计算透湿系数：P = WVTR × d / Δp。

主流检测方法及操作要点

1. 称重法（杯式法，参考 GB/T 1037，适合中高阻隔材料）

1. 样品处理：

• 裁剪塑料样品（如 PE、PP 薄膜）为圆形（直径略大于干燥杯口，约 100mm），确保无针孔、划痕，在标准环境（23±2℃、50±5% RH）中平衡 24h。

• 用厚度计在样品不同位置测 5 个点的厚度，取平均值（d，至 0.001mm）。

2. 设备组装：

• 向干燥杯内加入无水氯化钙（干燥剂，粒度 2-3mm）至 2/3 容积，称量杯体 + 干燥剂 + 密封环的总质量（m₀，至 0.0001g）。

• 将样品覆盖杯口，用压盖密封（确保无漏气），放入恒温恒湿箱（设定 38±0.5℃、90±2% RH）。

1. 质量测量：

• 每隔 24h 取出干燥杯，擦干表面水分后称重（m₁），直至相邻两次质量差≤0.0005g（WVTR 稳定）。

• 计算水蒸气透过率：WVTR = (m₁ - m₀) / (A × t)，其中 A 为样品有效面积（m²），t 为检测时间（h）。

2. 透湿系数计算：

• 计算两侧蒸汽压差：38℃时饱和蒸汽压为 6.63kPa，干燥杯内蒸汽压≈0kPa，故 Δp=6.63kPa。

• 代入公式：P = WVTR × d / Δp，结果单位为 g・mm/(m²・24h・kPa)。

2. 电解传感器法（参考 GB/T 26253，适合高阻隔材料）

1. 样品处理：

• 裁剪样品（如 EVOH、铝塑复合膜）为圆形（尺寸匹配测试腔，约 80mm），测厚度平均值（d），平衡 24h。

2. 设备校准与设定：

• 用标准膜校准电解传感器，设定检测条件（如 38℃、90% RH/0% RH，两侧蒸汽压差 Δp=6.63kPa）。

• 将样品固定在测试腔中间，一侧通高湿空气，一侧通干燥氮气（连接电解传感器）。

1. WVTR 测量：

• 启动仪器，水蒸气透过样品后被传感器电解，仪器自动记录电流值，换算为 WVTR（无需人工称重，30min-2h 出结果）。

2. 透湿系数计算：

• 直接代入公式：P = WVTR × d / Δp，仪器可自动输出结果（部分设备支持厚度输入后直接显示 P 值）。

主要影响因素与控制要点

1. 样品厚度测量：

• 厚度偏差会直接导致 P 值计算错误，需用精度≥0.001mm 的厚度计，在样品均匀分布的 5 个点测量，避免局部厚度不均影响结果。

2. 蒸汽压差控制：

• 温湿度波动会改变 Δp（如 38℃±1℃会导致饱和蒸汽压偏差 0.2kPa），需确保恒温恒湿箱温度波动≤±0.5℃、湿度波动≤±2% RH。

3. 密封性：

• 称重法中杯口密封不严、电解传感器法中测试腔漏气，会导致外界水蒸气渗入，使 WVTR 偏大、P 值偏高，需组装后检查密封性（如称重法可先在常温下放置 1h，观察质量是否变化）。

4. 干燥剂活性：

• 称重法中无水氯化钙吸潮后会失效，需使用新开封的干燥剂，且检测过程中若干燥剂结块，需及时更换