氣體透過量測定儀(又稱氣體透過率測定儀、透氣儀)是一種基于壓差法原理的檢測設(shè)備,用于測定塑料薄膜、復(fù)合膜、高阻隔材料等的氣體透過率、溶解度系數(shù)、擴散系數(shù)及滲透系數(shù),廣泛應(yīng)用于食品、電子等行業(yè)的包裝材料檢測。
氣體透過率測試的影響因素主要包括以下方面:
材料特性
分子鏈極性:極性分子相互力大,阻隔性好,擴散系數(shù)低。例如,聚乙烯(非極性)的阻隔性較差,而聚氯乙烯(極性)的阻隔性較好。
分子鏈剛性和側(cè)基:分子鏈剛性大、主鏈不靈活的材料氣體透過率較低。側(cè)基不對稱的高聚物自由空間大,透過率較高。
結(jié)晶度:結(jié)晶度高,分子鏈排列緊密,氣體透過結(jié)晶性物質(zhì)需要更多的擴散活化能,阻隔性更好。例如,結(jié)晶性高聚物的透過率低于無定型高聚物。
高聚物密度:密度高、阻隔性好、滲透率低。與結(jié)晶度相似,高聚物密度高時,氣體透過率較低。
取向度:通過改變高聚物的拉伸取向可明顯降低氣體透過率,特別對結(jié)晶高聚物,取向可使晶體按一定方向重新排列,促進結(jié)晶,使得滲透劑分子需經(jīng)過更為曲折的路徑才能透過包裝材料。
測試條件
壓力差:壓力差增大,氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)透過的速度快,但實驗表明,塑料薄膜兩側(cè)壓力差的大小對測得的透氣系數(shù)、透氣量無明顯的影響。不過,為了使透氣性小的薄膜在短時間內(nèi)得到準確的結(jié)果,往往增加薄膜兩側(cè)的壓差。
氣體種類:不同氣體對薄膜透氣性能的影響不同。例如,空氣、氮氣(N?)等氣體在聚苯乙烯、聚乙烯等材料中的透過率存在差異。
環(huán)境因素
溫度:總體上,氣體或液體在高聚物中的透過率隨溫度升高而增加。這是因為溫度升高導(dǎo)致聚合物分子鍵的剛性下降,內(nèi)聚度下降,自由體積加大。
濕度:有些高聚物對水敏感,當(dāng)水分子滲入,形成氫鍵,使高聚物膨脹、松弛,透氣性增加。例如,含羥基(-OH)、酰胺基(-CNH-)的高聚物對水敏感。
其他因素
滲透面積:滲透面積的大小會影響氣體透過率的測定結(jié)果。
滲透膜厚度:滲透膜的厚度會影響氣體透過率的測定結(jié)果。
所裝物質(zhì)性質(zhì):所裝物質(zhì)的性質(zhì)(如化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì))會影響氣體透過率的測定結(jié)果。