透氣性測試就是檢測織物材料對常見無機氣體(O2、CO2、N2等)的阻隔性,常見的測試方法主要有壓差法與等壓法,
真空法是壓差法中具有代表性的一種測試方法。它的測試原理(見圖1)是利用試樣將滲透腔隔成兩個獨立的空間,先將試樣兩側都抽成真空,然后向其中一側(A高壓側)充入0.1MPa(絕壓)的測試氣體,而另一側(B低壓側)保持真空狀態(tài)。這樣在試樣兩側就形成了0.1MPa的測試氣體壓差,測試氣體滲透通過薄膜進入低壓側并引起低壓側壓力的變化。通過使用高精度真空規(guī)測量低壓側的壓力變化量就可以利用下面的公式(由ISO15105-1給出)計算得到測試氣體的氣體透過量(GTR)。由真空法得到的氣體透過量單位是:cm3/m2·24h·0.1MPa。
·式中:VC是低壓側的體積;
·T是試驗溫度(熱力學溫度);
·pu是高壓側的氣體壓強;
·A是有效滲透面積;
·dp/dt是當滲透狀態(tài)穩(wěn)定后,在低壓側單位時間內(nèi)壓強的變化量;
·R是氣體常數(shù)。
真空法測試標準很多,比如:ISO2556、ISO15105-1、ASTMD1434(M法)、GB1038、JISK7126(A法)等。
真空法是采用負壓差方法來實現(xiàn)試樣兩側0.1MPa的壓差,當然也可以通過正壓差的方法來實現(xiàn)。正壓差法也是一種壓差測試方法,常用的正壓差法是體積法。由于體積法無需對滲透腔抽真空,也不用進行真空度的保持,所以降低了設備制造以及透氣性試驗的難度,相應地設備的制造成本跟真空法設備相比可能會有一定的降低。相關的測試標準有ASTMD1434(V法)等。
目前應用于透氣性檢測的等壓法只有化學傳感器法,它主要用于氧氣透過性檢測,測試原理(見圖2)如下:利用試樣將滲透腔隔成兩個獨立的氣流系統(tǒng),一側為流動的測試氣體(A,可以是純氧氣或是含氧氣的混合氣體),另一側為流動的干燥氮氣(B)。試樣兩邊的壓力相等,但氧氣分壓不同。在氧氣的濃度差作用下,氧氣透過薄膜并被氮氣流送至傳感器中,由傳感器準確測量出氮氣流中攜帶的氧氣量,從而計算出材料的氧氣透過率。由傳感器法直接測得且未經(jīng)校正的氧氣透過量,其常用單位是:cm3/m2·d。ISO15105-2提供的氧氣透過量(O2GTR)計算公式如下:
·式中:U是試樣測試時的輸出電壓信號;
·Uo是電壓零信號;
·k是設備的校正因子;
·Pa是環(huán)境大氣壓;
·Po是測試氣體中的氧氣分壓差;
·A是有效滲透面積。
傳感器法的相關標準有:ISO15105-2,ASTMD3985,ASTMF1927,ASTMF1307等。
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