真空度對壓差法透氣（qì）性測試的影響

    檢測材料的透氣性能主要有壓差（chà）法和等壓法兩種方法，其（qí）中（zhōng）應用廣泛、影響力大的方法是壓（yā）差法。真（zhēn）空法是以膜工業檢（jiǎn）測技術中的時間（jiān）滯後法為基礎加以改進獲得的，是用於材（cái）料透氣性能檢測的方法。真空法能檢測材料對多種氣體的阻隔性能，同時還（hái）能檢測氣體分子（zǐ）在（zài）材料中的（de）擴（kuò）散（sàn）係數（shù）以及氣體對材料的溶解度係數。由於真空法的（de）這些優勢，使（shǐ）它成為全世（shì）界範圍內認可度最高的一種方法，也是進行材料（liào）研究改（gǎi）性（xìng）工作（zuò）的實（shí）用測試（shì）方法。

1  真空（kōng）測試環境

    真空法（fǎ）的試（shì）驗步驟主要是：放（fàng）置試（shì）樣、抽真空、充入測試氣體、氣體（tǐ）滲透通（tōng）過試（shì）樣並記錄下腔壓力的變化、試驗結束並（bìng）計算試驗結果。

    抽真空是真空（kōng）法中重要的一步操作，也是形成試驗環境（試樣兩側一側為0.1MPa測試氣體（tǐ）、另一側為真空）的唯一途徑。同（tóng）時通過這步操作（zuò），還能有效（xiào）地檢測（cè）試（shì）樣（yàng）的裝夾密（mì）封效果（如果試樣裝夾中存在泄漏點（diǎn），那麽很可能（néng）長時間抽真空（kōng）而未達到理想的真空度），並且排（pái）除設（shè）備以及試樣（yàng）上所吸附的雜質和幹擾氣（qì）體，而這些因素都會對試驗數據、數據（jù）重複性（xìng）、試驗時間以及試驗數據有效性等產生明顯的影響。因此，在真空法中抽真空所達到的效果是（shì）非常重要的，操作得當，不但可以大大提高試驗數據的有效性，而且試驗數據的重複性也會（huì）非常理（lǐ）想。

2  抽真（zhēn）空時間（jiān）

    曾（céng）經有用戶反映Labthink VAC-V1所推薦使用的抽真空時間比較長，認為要達到標準中（zhōng）所要求的真（zhēn）空度比較（jiào）容易，抽真空過程可以很（hěn）快結束（shù），短時間內（nèi）就能達到非常低（dī）的真空度。需要說明的（de）是：VAC-V1壓差法氣體滲透儀（yí）可（kě）以在很短的時間內（nèi）達到所要求的真空度，大約30min就可使得係統的真空度（dù）降到（dào）“中真（zhēn）空”的範圍。但是如（rú）果想獲得精確的試驗結果，在係統真空度達到標準的要求值之後立刻進行滲透試驗是不可取的，這是由（yóu）真空性質的特殊性決定的。

根據GB/T3163-93 的規定，真空區域大致（zhì）劃分如下：

                   低真空 10⁵Pa～10²Pa

                   中真空 10²Pa～10^-1Pa

                   高真（zhēn）空 10^－1Pa～10^－5Pa

                   超（chāo）高真空 ＜10^－5Pa

    VAC-V1工作在“較高”的“中真空”區域（yù），如果選擇在（zài）“低真空”或較低“中真空”做試（shì）驗的話（huà），抽真空時（shí）間就可大大（dà）縮短（duǎn）了。對“真空（kōng）度”的要求不同（tóng），抽真空持續的時間也就不同，縮短抽真空時間將導致（zhì）測（cè）試腔的真空度降低，進而引起測試結果的精度降低。因此，一味地強調抽真空時間而忽略“真空度”的想（xiǎng）法和做法是（shì）片麵的。

    在ASTM D 1434-82（2003）標準中要求測試腔真空度在26Pa以下，ISO 2556:2001標準以及GB/T 1038-2000標準中要求測試（shì）腔（qiāng）真空度在（zài）27Pa以下。在向（xiàng）測試上（shàng）腔中充入（rù）測試氣體之（zhī）前，必須保證測試下（xià）腔已經達到所要求的真空度，否則（zé）試驗結果沒有意義。按照GB/T 1038-2000的規定在抽真空達到要求的真空度（27Pa）後，應繼續脫氣（即對測試腔抽真空）3小時以上，由此可以（yǐ）看（kàn）出抽真空時間如（rú）果不（bú）足3小時是不可取的。

3  抽真空時間（jiān）長短對試驗（yàn）數據的影（yǐng）響（xiǎng）

    抽真（zhēn）空時間（jiān）越長，下腔可達（dá）到的真空度越低，那麽試驗數據就會越準確、穩定。為了驗證抽真空時（shí）間的長短對試驗數據的（de）影（yǐng）響，筆者特別進行了多種試樣在（zài）不同的抽真空時間下的（de）透氧量試驗，由於篇幅原因，這裏僅以25μm的PET薄膜的部分數據為（wéi）例進行說明。

采用設備：Labthink VAC-V1氣體滲透儀，設定的抽真空時間分別為24h、18h、2h、1h、0.5h，每種條件下至少進行3次試驗，統計試驗數據如表1所示。

表1. PET薄膜在不同抽真空時間（jiān）下的透氧量試驗值

注：1. 透氧量的單（dān）位是cm³/m²·24h·0.1MPa。

    由表中數據可以看出，隨著抽（chōu）真空時間的縮短，測試時（shí）間呈逐漸縮短的趨勢，檢測得到的試樣的（de）透氧量表現出明顯的增長趨勢，這與理（lǐ）論分析預測的變化是一致的。當抽真空時間小於4小時時，試驗測得的透氧量明顯增大，而且數據穩定（dìng）性差（數（shù）據波動百分比有明顯的增加）。

4  總（zǒng）結

    抽真空時間（jiān）雖然隻是（shì）真空法透氣性設備使用中的一個參數，但應該引起使用者的特別關注（zhù），否則不但會（huì）引起試驗結果準確性的降低，有時也會（huì）導致出現錯誤的檢（jiǎn）測數據。關於VAC-V1氣體滲透儀的使用，LabthinkMD传媒视频提供了（le）抽真空時間（jiān）經驗數據表供用戶參考，然（rán）而依靠豐富的操作經（jīng）驗來確定抽真空時間及其他參數（shù）仍是一個比較（jiào）合（hé）理的方法（fǎ）。