材料阻隔性指標(biāo)詳解
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任何物體都有一定的滲透性，差別僅是一些物體的滲透性比較高，另一些的滲透性比較低。高分子聚合物的可透性較低，用它對(duì)物品進(jìn)行包裝可有效阻隔環(huán)境中氧氣、水蒸氣等的滲入，并保持包裝內(nèi)的特定氣體成分，顯著提高物品的保質(zhì)期。
通常，在使用高分子聚合物或由它制得的相關(guān)材料包裝物品時(shí)最關(guān)注材料對(duì)氧氣、二氧化碳、氮?dú)獾瘸Ｒ姎怏w的阻隔性以及對(duì)水蒸氣的阻隔性，可用滲透性（Permeability）和透過量（Permeance）兩項(xiàng)指標(biāo)加以描述。其中滲透性表征的是一種材料的特性，不隨材料厚度、面積等的變化而變化，而滲透物質(zhì)的透過量只是一個(gè)制成品的性質(zhì)，隨材料厚度、結(jié)構(gòu)等的變化而變化。
2、氣體透過系數(shù)與氣體透過量
一般我們用氣體對(duì)材料的滲透性（即氣體透過系數(shù)）和氣體透過量評(píng)價(jià)材料的阻隔性，但是由于常見無機(jī)氣體對(duì)材料的滲透性能直接取決于材料對(duì)氣體的溶解度（S）以及氣體在材料中的擴(kuò)散系數(shù)（D），所以在評(píng)價(jià)材料的阻隔性時(shí)應(yīng)根據(jù)需要對(duì)材料的氣體透過系數(shù)、氣體透過量、溶解度、以及擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)定。
氣體透過系數(shù)（P）是在恒定溫度和單位壓力差下，在穩(wěn)定透過時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過試樣單位厚度、單位面積的氣體的體積，單位為：cm3·cm/cm2·s·Pa。氣體透過量（Q）是在恒定溫度和單位壓力差下，在穩(wěn)定透過時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過試樣單位面積的氣體的體積，單位為：cm3/m2·d·Pa。它們之間滿足以下關(guān)系：
P=Q * d
其中d是材料的厚度。
由于兩者的單位不同，所以在計(jì)算時(shí)必須統(tǒng)一計(jì)算單位。例如，當(dāng)材料氣體透過系數(shù)的單位是cm3·cm/cm2·s·Pa而氣體透過量的單位是cm3/m2·d·Pa時(shí)，僅是在計(jì)算過程中引入的測(cè)試時(shí)間單位就相差86400倍，面積單位又相差10000倍，所以在國標(biāo)GB 1038中給出了1.1574×10-9這個(gè)系數(shù)用于單位的統(tǒng)一。
目前，各標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)材料的氣體阻隔性的指標(biāo)定義比較混亂，如氣體透過率（Gas Transmission Rate，GTR）在ISO標(biāo)準(zhǔn)（ISO 2556，ISO 15105-1）中是穩(wěn)定透過時(shí)在恒定溫度、單位壓差下單位時(shí)間內(nèi)透過單位面積試樣的氣體體積（與國標(biāo)GB 1038中氣體透過量的含義相同），單位是cm3/m2·d·atm；然而在ASTM D1434中它是指在試驗(yàn)狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)透過單位面積試樣的氣體量，單位是mL（STP）/m2·d。因此建議大家在比對(duì)數(shù)據(jù)時(shí)首先要看清數(shù)據(jù)單位，以確定它們各屬于哪一項(xiàng)指標(biāo)，然后將同項(xiàng)指標(biāo)的所有比對(duì)數(shù)據(jù)換算成相同的單位再進(jìn)行比較。在ASTM D1434中給出了幾組單位換算表，表1只是其中之一，用于氣體滲透性單位之間的換算。
表1. 常用氣體滲透性單位換算表 
一般我們用材料的水蒸氣滲透性（即水蒸氣透過系數(shù)）和水蒸氣透過量來評(píng)價(jià)材料的水蒸氣阻隔性，也有使用水蒸氣滲透量（Water Vapor Permeance）進(jìn)行評(píng)價(jià)的，其中最常用的是材料的水蒸氣透過量。 電接點(diǎn)壓力表相關(guān)文章:電接點(diǎn)壓力表原理
評(píng)論