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复合材料和成品的物性及检测(一)

2024/3/1 23:42:03发布14次查看
一、复合薄膜的性能测试
1.透湿性试验。透湿性是指薄膜对水蒸气的透过性,透湿性用透湿量和透湿系数表示。
(1)试验原理。透湿性试验是在规定的温度、相对湿度条件下,使试样两侧保持一定的水蒸气压差,测量透过试样的水蒸气量,计算透湿量和透湿系数。
(2)试验方法。通常采用杯式法。它是将适量的干燥剂(无水氯化钙)放入特制的透湿杯内,然后将试样固定在杯中,并用密封蜡将周边密封,试样表面距干燥剂约3mm。将密封好的透湿杯称量后,放入恒温恒湿箱中。定时对透湿杯进行称量,直到前后两次质量增量相差不大于5%为止。具体的试验条件和试验步骤按gb103787《塑料透湿性试验方法》的规定进行。杯式法试验方法比较简单,不须用复杂的专用设备,但其试验周期长,且对透湿性小的复合薄膜试验结果精度不高。
测试薄膜的透湿性陈林式法外,目前还有先进的动态红外测湿法,它是采用自动透湿仪进行试验。这种试验方法的特点是达到稳定透湿的时间短,试验结果精度高,但需要专用的透湿仪,其价格昂贵。
(3)试验结果。对塑料薄膜和片材,试验结果用透湿量和透湿系数表示。对人造革、复合薄膜、压花薄膜仅用透湿量表示。
①透湿量以下式表示:
wvt=24·δm/a·t (14-3)
式中:
wvt为透湿量(g/m2·24h);
t为达到稳定透湿后两次称量间隔时间(h);
m为t时间内的质量变化(g);
a为试样透湿的面积(m2)。
试验结果以每组试样的算术平均值表示,取三位有效数字。
②透湿系数以下式表示:
pv=δm·d/a·t·δp=1.157×-9×wvt·d/δp
(14-4)
式中:
pv为透湿系数(g·cm/cm2·s·pa);
wvt为透湿量(g/m2·24h);
d为试样厚cm);
p为试样两侧的水蒸气压差(pa)。
试验结果以每组试样的算术平均值表示,取两位有效数字。
2.透气性试验。透气性是指薄膜对气体的透过性。透气性用透气系数和透气量表示。
(l)试验原理与试验设备透气性试验方法很多,其中应用最广的是压力法。
用压力法进行塑料薄膜透气性试验的原理是:在一定的温度下,试样两侧保持一定的气体压差,测量试样低压侧的气体压力变化,计算出透气系数和透气量。
试验设备:透气试验仪见图14-11。通常透气试验仪有三组透气室,可同时对三个试样进行试验。试验所用气体可以是氧气、氮气、二氧化碳气,也可以是对试验仪器无腐蚀,在试验中不发生化学反应的其它气体。
(2)试验方法。塑料薄膜和复合薄膜的透气性试验,按gb103870《塑料薄膜透气性试验方法》规定的试验条件和试验步骤进行。试验时将试样放在租滤纸上,密封于透气室中。
用橡皮管将透气室与主管连接,接头处用真空封胶密封。此时透气室压力计中的水银全部在贮器中。关闭透气室高压侧活塞,进行抽空。用高频真空检漏计探测高压倒,检查薄膜有无漏气现象。在确定薄膜不漏气之后,打开高压侧活塞继续抽空至规定的真空度。关闭透气室高、低压侧活塞,停止抽空。将贮器中的水银倾入透气室压力计。将气体灌入贮气瓶至规定的压力,打开透气室高压侧活塞,立即记录透气室压力计中水银柱高度(精确至0.smrnhg)和高压侧的压力(精确至lmmhg)。以后每间隔一定时间,记录透气室压力计中水银柱的高度。在达到稳定透过后,继续记录三次,取算术平均值。
时间间隔的选择,以透气室压力计中的水银柱高度下降5mm为宜,此下降高度每次相差不超过10%时,认为是达到稳定透过。
(3)试验结果。
①透气系数按下式计算:
pg=(△p/△t)·(v/s)·(d/p0)·(t0/t)
·(1/(p1-p2))(14-5)
式中:
pg为透气系数[(cm3·cm/(cm2·s·cmhg)];
△p/△t为在稳定透过时,单位时间内低压侧气体压力变化的算术平均值(cmhg/s);
v为低压侧体积(cm3);
s为试样的试验面积(cm2);
d为试样厚度(cm);
t为试验温度(k);
p1-p2为试样两侧的压差(cmhg);
t0,p0为标准状态下的温度(k)和压力(cmhg)。
②透气量按下式计算
qg=(△p/△t)·(v/s)·(t0/p0t)
·(24/(p1-p2))(14-5)
式中:
qg为cm3/m2·atm·24h;
△p/△t为在稳定透过时,单位时间内低压侧气体压力变化的算术平均(cmhg/h);
v为低压侧体积(cm3);
s为试样的试验面积(m2);
p1-p2为试样两侧的压差(atm);
t0,p0为标准状态下的温度(k)和压力(cmhg)。
试验结果以每组试样的算术平均值表示,至少取两位有效数字。
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