恒温恒湿机在传感器法透湿性测试仪的检测优势

恒温恒湿机在传感器法透湿性测试仪的检测优势

　　摘要：测试环境的温度和湿度是影响透湿性测试数据的两大主要因素，因此对这两项进行有效控制，需在恒温恒湿的环境下可使测试数据准确性和重复性明显提高。本文对两类透湿性检测方法进行了对比，并以LabthinkTSY-W3电解法透湿仪为例介绍了传感器法的检测优势。

　　由于包装内的水蒸气含量能使一些产品的质量发生变化，因此在选择包装材料时应该特别注意材料的透湿性能。包装材料的透湿性能因材料的不同而存在显著差异，因此透湿性能的检测非常重要。影响透湿性测试结果的因素很多，其中以试验温度和试样两侧湿度差的稳定性对试验结果所产生的影响最显著。

　　1.透湿性测试中温度控制的重要性

　　绝大多数结晶高聚物都是半晶聚合物，理论上认为聚合物的结晶部分是渗透物分子在聚合物内部扩散过程所经途径中的不可穿过区域，扩散主要发生在无定形部分。聚合物分子链越长，其构象越多。当温度升高时，由于热运动，分子链构象变化得越快，聚合物内聚度下降，渗透质分子在聚合物内的扩散速度加快，即当温度升高时材料的阻隔性会降低。

　　水蒸气对聚合物的渗透过程受温度波动影响明显（这点与无机气体渗透类似），与温度的关系均服从Arrhenius方程：

　　随温度升高，透湿系数增大，但不同聚合物膜增加的情况有差别。有文献指出，无定形的材料随温度的升高透湿系数增加较快，而具有一定结晶度的材料增加的就会慢一些。

　　2.湿度差对试验数据的影响

　　由于水蒸气是极性分子，在水蒸气对极性聚合物的渗透过程中，一些聚合物会首先吸收水蒸气出现溶胀现象，使其中的自由体积增大。材料的透湿系数具有明显的水蒸气浓度依赖性，相应地，材料的透湿量也受湿度变化的影响，表现为部分聚合物的透湿量与其两侧的相对湿度差成非线性的变化，如亲水性聚合物赛璐酚的透湿量与相对湿度差的关系就不成线性。这种渗透量与分压差（对于透湿性测试来讲即是相对湿度差）不成线性关系的现象就是水蒸气与常见无机气体在聚合物渗透过程中最显著的区别。

　　3.称重法和传感器法差异

　　目前所采用的透湿性检测主要是两类：称重法和传感器法，它们的检测原理不同，设备结构具有明显差异。

　　简单说，称重法就是将试样密封在透湿杯中，然后将透湿杯放置在恒温恒湿的环境中，利用恒温恒湿的环境和透湿杯内放置的干燥剂或是饱和盐溶液来控制试样两侧的相对湿度，通过测量试验过程中透湿杯重量的增减来计算试样的透湿量。这种测试方法的试验温度是由恒温恒湿环境提供的，湿度则取透湿杯内湿度与环境湿度的差值。由于在试验前及试验过程中需要在恒温恒湿环境中对透湿杯进行放置、移位等操作，因此所需的恒温恒湿环境往往体积较大。