從透濕性測（cè）試的（de）發展（zhǎn）趨勢看增重法與減重（chóng）法

　　稱（chēng）重法是透濕性測試的仲裁方法（fǎ），具有結構簡（jiǎn）單、操作方便以及設備成本低等優點，實際應（yīng）用（yòng）非常廣泛。作為透濕（shī）杯的發展變形，容器可以是袋、瓶，或其他一些容（róng）器。稱重法包括增重法（fǎ）和減重法兩種測試方法，本文從透濕（shī）性測（cè）試的發展趨勢分析這兩種方法未來（lái）的發展與應（yīng）用。

 

1．增重（chóng）法與減重法測試原理分（fèn）析

 

1.1 方法介（jiè）紹

 

　　透濕性測試初期使用較多的是（shì）增重法（測試原理參見圖1），這種利用幹燥劑在透濕杯內吸濕、同時將透濕杯放在恒溫恒濕環境中使杯內外保持恒定相（xiàng）對濕度差的測試方法現在仍有很廣泛的應用。先將一定的（de）幹燥劑放入透濕（shī）杯中（zhōng），在透（tòu）濕杯上放待檢測的薄膜，密封後使透濕杯內（nèi）形成一個封閉的幹（gàn）燥空間。將透濕杯放入恒溫恒濕的環境中，水蒸氣透過測試材料後（hòu）被（bèi）幹燥劑吸收，以適當的時間稱量透濕杯的增重，從而計算出水蒸（zhēng）氣的透過率。

　　減重法的興起要比增重法晚一些，但其自身的優勢十分突（tū）出，可以長時間穩定保持透濕杯內部的高濕環境。減重法（測試（shì）原理參見圖2）不使用幹燥劑（jì），而是（shì）在試（shì）樣的上方吹以快速氣流來把滲透出的水蒸（zhēng）氣帶走，這樣稱量透濕杯時，得到的就（jiù）是透濕杯重（chóng）量的減少量，由此（cǐ）計算出水蒸氣的透過率（lǜ）。

1.2 測試方法比較

 

　　增重法與減重法最大的區別是在透濕杯內盛放的物（wù）質不同。增重法透濕杯內盛放的是幹燥劑，而減重法（fǎ）透濕杯（bēi）內盛放的是蒸餾水、飽和鹽溶液或者其他試劑。兩種（zhǒng）方法都能在試樣兩側形成特定的相對濕度差，從ASTM E 96標準給出的試驗過程及計算公式看，增重法和減重法的測（cè）試數據在理想（xiǎng）狀況下是相同的。實際檢測經驗證明，減重法形成的試樣兩側的濕度差隨時間延長的穩定性要大大優於（yú）增重法，而且減重法的數據穩定性（xìng）、重複性也比增重法要（yào）好。

 

2．增重法的（de）局限性與減重法（fǎ）的（de）優勢

 

2.1 稱重法（fǎ）的發展需要

 

　　傳統稱（chēng）重法的測量精度往往不隻受到分析天平精度的限製，環境因素、操作過程、試驗（yàn）計時等也對測試結果產生不同程度的影響（相（xiàng）關操作可參見GB/T 1037中的說（shuō）明）。這些（xiē）影響因素的不確定性使得實際的透濕測試曲（qǔ）線與理想的透濕曲線之間存在難（nán）以（yǐ）預計的差異。傳統稱（chēng）重法設備在實際使用中已經遇到各種各樣的問題。例如在試（shì）驗（yàn）環境（jìng）與稱量環境不一（yī）致的情況下，每當透濕杯離開試驗環境進行稱重都會破壞水蒸氣對測試材料的滲透平衡，對水蒸氣的整（zhěng）個滲透過程產生無法估量的影響，不但會導致測試結果穩定性（xìng）的降低（dī）還會延長試驗時間；操作者的操作習（xí）慣也會對測試結果（guǒ）產生影響；解（jiě）決透濕（shī）杯的密封更是困難，混合（hé）蠟本身的揮發量有時就能超出0.5g/m²，數（shù）據波動也很大，而且封（fēng）杯等操作複雜，試驗效率低。可見，采用傳（chuán）統稱重法設（shè）備（采用（yòng）分離的恒溫恒（héng）濕箱與分析天平組合）操作較繁瑣，在測試效率和精（jīng）度方麵已經難以有突破性的改變。未來透濕性測試的發展趨勢需要高效率、高精度的（de）檢測設備，合並測試環境與稱重環境、實現自（zì）動（dòng）檢測（cè）是未來（lái）稱重法提（tí）高測（cè）試效率、測試精度的發展方向。

 

2.2 增重法（fǎ）的局限性

 

　　增重法透濕杯（bēi）內盛放的是幹燥劑，由於幹燥劑的吸濕能力有一定限度，致使增重法的試驗時間不能無限延長，需（xū）要不定期檢查與更換（huàn），因（yīn）此增重法標準對試（shì）樣檢測都要求（qiú）在幹燥劑的吸濕（shī）能力明顯減弱之前結束試驗，否則很可能由於幹燥劑的吸濕（shī）能力的降（jiàng）低使得試樣兩側的相對濕度差無法得到保（bǎo）證，由此會導致測試結果（guǒ）的失效（xiào）。例如：GB/T 1037-88中規定透濕杯中的幹燥（zào）劑吸濕（shī）總增量不得超（chāo）過10％；ASTM E 96中規定增重法在（zài）試驗（yàn）過程中吸濕（shī）增重限製在（zài）4％之（zhī）內。可見，幹燥劑的吸濕能力、放入量、以及與透濕杯內空氣接觸的表麵積與設備可（kě）測的透（tòu）濕性下限（xiàn）、試（shì）驗時間的（de）長短之間具（jù）有很強的關聯性。目前對幹燥劑幹燥能力的監控並（bìng）不好實現，但是當幹燥劑的吸濕達到一定程度後必須（xū）更換，由於在增重（chóng）法中幹（gàn）燥劑是放在透濕杯內的，因此（cǐ）要更（gèng）換幹燥劑就（jiù）隻能終止試驗，而且要達到（dào）預計的吸濕上限還需要在整（zhěng）個試驗過程中（zhōng）每隔一段時（shí）間（jiān）輕微（wēi）振動透濕杯來上下混合幹燥劑，以提高幹燥劑的幹（gàn）燥能力。目（mù）前離開操作人（rén）員是（shì）無法完成這些（xiē）操作的，濕（shī）度控製的不穩定性成為增重法實現自（zì）動檢測的最大（dà）障礙，目前沒有有（yǒu）效的解決方法。

 

2.3 減重法的優勢

 

　　減（jiǎn）重（chóng）法的試驗環境決定了這種方法可以方便地實現自動檢測，在實現測試環境與稱重環境的合並方麵（miàn）也沒有任何障礙。減（jiǎn）重法透濕杯內盛放的是蒸餾（liú）水、飽和鹽溶液或者其他試劑用來形（xíng）成特定（dìng）的相對濕度，濕（shī）度的大小取決於杯內介（jiè）質的純度與溫度，這給穩定的濕度發生提供了可靠保（bǎo）障。實際檢測經（jīng）驗證明，薄膜材料（liào）的檢測時間遠少於透濕杯內試劑全部揮（huī）發（fā）的時（shí）間，不會在測試過程中出現濕度（dù）差的下降，而透（tòu）濕杯放（fàng）置的環境完全能夠（gòu）依靠外界手段實（shí）現恒（héng）定幹燥濕度的控製（zhì），因（yīn）此試樣兩側能長時間保持（chí）穩定可靠的相對濕度差。

 

　　目前全球市場存（cún）在的濕度傳感（gǎn）器法、紅外線法（fǎ）、電（diàn）解（jiě）法等傳感器法水蒸氣透過率測試設備都采用“減重法”環境（jìng）模式，也就是采用蒸餾水或飽和鹽溶液（yè）來實現試樣一側為高濕的條件，而“增重法”環境模式沒有被（bèi）傳感器法采用。

 

3．總結

 

　　稱重法是（shì）透濕性測試的基本方法，也是其他傳感器法的數據校（xiào）正“基準”，因此稱重法（fǎ）測試精度（dù）、效率的提高（gāo）不但是其自身的發展要求，也是其他透濕性測試方法準確性提高（gāo）的基礎。增重法的檢測原理使得該方法很難實現自動檢測，因此近20年來發展（zhǎn）緩慢，而實現全自動測試的減重法在（zài）測試數據準（zhǔn）確性（xìng）以及測試（shì）效率方麵（miàn）都表現出了很大的發展潛力，目（mù）前已（yǐ）經成為應用最廣泛的全自動稱重法，也（yě）是稱重法發展的主要方向。