GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定——電（diàn）解傳感器法》標準介紹

　　1.GB/T 21529簡介
　　GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透（tòu）過率的（de）測（cè）定 電（diàn）解傳感器法》（英文（wén）標準（zhǔn）名稱Determination of water vapour transmission rate for plastic film and sheeting - Electrolytic detection sensor method）修（xiū）改采用ISO 15106-3:2003《塑料 薄膜和（hé）薄片 水蒸氣（qì）透過率試（shì）驗方（fāng）法 第3部分：電解傳（chuán）感器檢測法》，由中國包裝科（kē）研測試中心、國家包裝產品質量監督（dū）檢驗（yàn）中心（濟南）、濟南MD传媒视频機電（diàn）技術有限（xiàn）公司共同（tóng）起草，以在阻（zǔ）隔性測試、結構製造、數據統計等方麵的豐（fēng）富經驗為基（jī）礎對ISO標準（zhǔn）進行了（le）適當修改和補充，以增（zēng）強標準的可行性、實用性、嚴謹性以及數據可比性。該標準已於2008年4月1日正式發布，於2008年5月正式出版發行（正式版本可（kě）從中國標準出版社購買），正式實施將在2008年10月1日。

　　為（wéi）了增加標（biāo）準的適用性和全麵性，GB/T 21529-2008在製訂過程中（zhōng）對ISO 15106-3:2003進行了一些修改，屬於修改采用。這裏（lǐ）先對修改采用國際標準的概念進行一下介紹。

　　國際標準（zhǔn）是指（zhǐ）國際標準化組織（ISO）或國際標準組織通過並公布的標準，它是國際貿易的基（jī）本要（yào）素和（hé）共同依據。采（cǎi）用國際標準是指將國際標準的（de）內容，經過（guò）分析研究和試驗驗證，等同或修改轉化為（wéi）我（wǒ）國標準，並按我（wǒ）國標準審批（pī）發布程序審批發布。按（àn）照GB/T 20000.2-2001《標準化工作指南 第（dì）2部分：采用（yòng）國際（jì）標準的規則》的規定，我國標準采用國際標準的程度分為等同采用和修改采（cǎi）用。等同采用指的是與國際標準在技術內容和文本結構上相同，或者與國（guó）際標準在技術內容上相同但包含一些小的編輯性修改（gǎi）。修（xiū）改采用國際標準時應允許（xǔ）存在技術性差異，但這些差異應清（qīng）楚地（dì）標明並給出解釋，同時結構上盡可能相同，修（xiū）改包括對國際標（biāo）準的更改、增加、刪減或增（zēng）補等情況（kuàng），還包括“等同”條件下的編輯性修改。

　　GB/T 21529-2008與ISO 15106-3:2003的差異有以下幾點。

　　1. 增加了（le）對於測試元件的說明。ISO 15106-3:2003對檢測係統的介紹是比（bǐ）較簡單的，盡管給出了測試設備結構圖，但對於具體元件的（de）性能指標要求不明（míng），甚至有些（xiē）元件的使用目的也沒有給（gěi）出明確的說（shuō）明，這樣很容（róng）易造成理（lǐ）解上的錯誤，進而成為標準推（tuī）廣和應用的障礙。因此在本次GB/T 21529-2008標準製訂過程中，不但明確了各個元件的使用目的，並且（qiě）對每個元件的（de）性能指（zhǐ）標都提出了（le）滿足測試精度（dù）所必須的指標要求，同時對於一些元件的材質給予說明，例如對於多孔盤，在（zài）GB/T 21529-2008中（zhōng）明（míng）確多孔盤“由玻璃（lí）纖維或者多孔（kǒng）陶瓷等製成”，不但有利於標準使用者降低（dī）在現有（yǒu）材料（liào）選擇上可能出現的經濟損失，而且為（wéi）應（yīng）用新型材料做了鋪墊。

　　2. 增加了采用標準（zhǔn）膜校（xiào）準設備的規定（第7.3條款），使本標準的試驗數據與其他試驗方法標準的數據間具有可比性。由於傳感器損耗問題或者測試準確性問題，電解傳感器法設備需要定期使用（yòng）稱（chēng）重法測試數據（jù）進行標定，要求使用標準膜作為標定手段（duàn）。盡管標準（zhǔn）膜普遍用於國際阻隔性檢測標準（zhǔn）中，但是它是首次用於（yú）我（wǒ）國阻隔性檢測標準。

　　使用標準（zhǔn）膜（mó），就必然會涉及到標準（zhǔn）數據，這個問題（tí）我們以前不關注是因為在製訂GB/T 21529-2008之前我國隻有GB/T 1037-1988透（tòu）濕性測試標準在應（yīng）用（yòng），而稱重法設備隻（zhī）要確保稱重（chóng）係統準確可靠即可。在製訂（dìng）透濕性（xìng）測試標（biāo）準時，稱重法由於其在透濕性測試中的基礎地位一向都是標（biāo）準製（zhì）訂的（de）第一選擇，而稱重法與後來的電解傳（chuán）感器法、紅外傳感器法在檢（jiǎn）測（cè）原理上並不相同，這點可能會導致測試（shì）數據的差異，因此以哪個測試方法（fǎ）的數據（jù）體係為準成為一個（gè）關鍵的問題。稱重法由於是透濕性測試的基礎方法（fǎ）在國際、國外標準製訂中被定為整個透濕性（xìng）測試數據體（tǐ）係的基準，用於其他方法（fǎ）標定的標準膜數據都（dōu）是來源於稱重法（相關描述在ASTM E 398-03等標（biāo）準（zhǔn）中有清晰的介紹）。在GB/T 21529-2008的標準（zhǔn）製訂中同樣對標定問（wèn）題（tí）進行了詳細論證，最終確定“采用標準膜來校準設備，標準膜可以（yǐ）是已知水蒸氣透過率的薄膜或是由重量法測試得到水蒸（zhēng）氣透過率的薄膜”（這裏的重量法即是我們通常所說的稱重法）。標準膜的采用成（chéng）為GB/T 21529-2008與（yǔ）國際標準（zhǔn）接軌的一大突破，並且加強了試驗數據的可溯（sù）源性。通過標（biāo）準膜標定可以保（bǎo）證由電解傳感器法設備測（cè）得的薄膜透濕性數據與稱（chēng）重法測試數據是一致（zhì）的。

　　可（kě）能有些讀者會存在這樣的疑惑，由於目前還（hái）沒（méi）有能在全世界流通使用的標準膜（mó），每個國家實（shí）際（jì）用於阻隔性設備標定的標準膜都是不一樣的，那麽這是否意味著電解傳感器法設備或者是按照GB/T 21529-2008檢（jiǎn）測的數據與其他國家的電解傳感器法設備或者按照其他電解傳感器法測試標準出具的數據就一（yī）定（dìng）存在不一致嗎？實際上這種情況是不會出現的，這是因為全球的稱重法都是采用（yòng）標（biāo）準砝碼來（lái）標定稱重（chóng）係統（數據準確性的關鍵），而全球的標準砝（fǎ）碼都是采用同一標（biāo）準，可以保證同（tóng）一等級的砝碼在全球具有統（tǒng）一、穩定的數據，這（zhè）樣就能確保全球稱重法設備所出具的數據都是一（yī）致的，進而也就能夠保證統一到稱重法數據體係上的電解傳感器法數據的全球一致（zhì）性。

　　3. 規（guī）定（dìng）了在試驗過程中判斷水蒸氣滲（shèn）透達到穩定狀態的條件。水（shuǐ）蒸氣對於薄膜的滲透需要經曆一個從非平衡態（滲透不穩定）到達平衡態（滲（shèn）透穩定）的過程，而測定材料的（de）真實透濕性能參數一定要在平（píng）衡態下測定，因此對於平衡態的（de）判斷是測試數據是否準確的關鍵。

　　像稱重法那樣設定滲透平衡的科學（xué）判斷條件是非常必要的，即本標準（zhǔn）所采用的“比例判斷”方法：“按一定的時間間（jiān）隔定時測量電解電流的變化量，當相鄰3次電流采（cǎi）樣值波動幅度不大（dà）於5%時（shí），可視（shì）為電流已保持恒定，水蒸氣滲透達到穩定狀態（tài）。”此處5%的（de）波動要求與GB/T 1037-1988的要求是一致的。采用比例判斷不但可以提高數據的穩定性和準確性，而且（qiě）結合先進的電腦控製技術（shù）能“無（wú）條件地（dì）”有效降低電解（jiě）池的無效損耗，進而降低測（cè）試成本。

　　4. 在試驗結果中，規定了每個試樣測（cè）試值與試樣算術平均值的偏差不得（dé）超過10%，這個條款可以用於對有效試（shì）驗條件的判斷，以免由於（yú）操作問題、試樣問題或者其他問題（tí）而將非有效數據計（jì）入試驗結果中。

　　5. 增加了附錄B，附錄B采用ASTM E 104:2002《使用水溶液保持恒定相對濕度的標準方法》和DIN 53122.2:1982《測試塑料薄膜、橡膠、紙張、紙板以及其他片材  水蒸氣透過率的測定  電解法》中提供的不同鹽的飽和水溶液所能實現的相對濕度的數據。在標準的實際運用中，操作人（rén）員會發現這一修改能大大改善操作的方便性（xìng），因為在ISO 15106-3:2003中（zhōng）僅提供了通（tōng）過硫酸溶液實現指定相對濕度（dù）的方法，然而在實際操作中，對於（yú）硫酸溶（róng）液（yè）的使用安全性值得重視（shì），而且僅靠硫酸溶液所（suǒ）能（néng）達到的（de）濕度值也是很有限的。通過附錄B的增加使所能達到的相（xiàng）對濕度值從0%RH~80%RH中的15個（gè）濕度點擴展到（dào）0%RH~98.5%RH中絕大多數（shù）濕度點，為操作人員提供了通（tōng）過多種途徑安全實現指定相對濕度的方法。

　　6. 增加了附錄C。附錄C參照DIN 53122.2:1982中儀器常數的推導過程，對儀器常數的計算進（jìn）行了詳細（xì）的介紹。ISO 15106-3:2003中儀器常數（shù）的（de）出（chū）現非常突兀，而且該標準（zhǔn）中沒有給出這個常數的來曆，很多讀者都沒有弄明白這個常數的意義以及增加常數的原因，因此對（duì）於這個儀器常數（shù）的認同度（dù）也不高。GB/T 21529-2008的製訂本著全（quán）麵、完整的原則對這個常數的計算給出了清晰地說明。實際上，儀器常數並非表麵意義上的是一個有關（guān）“儀器”的常數（這個名稱容易讓人誤解它是一（yī）個（gè）標定係數（shù），每台設備都不相同），而是電解傳感（gǎn）器法的一個方法常數，這裏之所以稱之為“儀器常（cháng）數”隻是延續使用了ISO 15106-3:2003中的名稱而已（yǐ）。

　　7. 對於ISO 15106-3:2003中敘述不確定的（de）條款以及沒有實質（zhì）性（xìng）內容的條款進行了刪除。

　　8. 其（qí）他（tā）修改都是本著增強標準的實用（yòng）性、排除局限性、明確不清晰敘述的原則（zé）進行的。首先，降低了標準中一些（xiē）限（xiàn）製性（xìng）條件的使用。例（lì）如（rú）本次製訂的電（diàn）解傳感器法標準對於電解傳感（gǎn）器的工作電壓沒有做規定，在流（liú）量計選擇範圍以及滲透麵積的選擇上都放寬了要求。其次，為使本標準具有廣泛的實用性，標準還放寬了對一些（xiē）儀器（qì）元件（jiàn）材料的種類（lèi）選擇。這些舉措有助於新型材料以及新型設計在檢測設備中的應用，為該標準適應今後的技術發展做好了鋪墊。

　　盡管GB/T 21529-2008在ISO 15106-3:2003的基礎上進行了以上改動，但是這些修改都（dōu）不觸及測試的（de）基本原理，隻是使得標準的應用更加方便，而且每項修改都有著充分的（de）依據，不但補充完善了ISO 15106-3:2003中存在（zài）的不足，同時為本標準適應今後的技術發展做好了鋪墊。

　　在製訂GB/T 21529-2008之前我國隻有GB/T 1037-1988《塑（sù）料（liào）薄膜和片（piàn）材透水蒸氣性試驗方法 杯式法》在應用，所以新舊標準（zhǔn）之間的比較和聯係也是一個廣泛關注的重點。由於測試（shì）方法不同，在設（shè）備結構、測試元件等方麵沒有可對比性，所以這裏僅（jǐn）從定義、試驗條件（jiàn）、平衡判斷和實用性方麵進行對（duì）比。

　　1. GB/T 21529-2008結合ISO、ASTM的多條透濕性測試標準（zhǔn）將（jiāng）在指定條件下單位時間透過單位麵積試樣的（de）水蒸氣量定義為水蒸氣（qì）透過率（Water Vapour Transmission Rate，WVTR），而並非GB/T 1037-1988中所（suǒ）使用的“水蒸氣透過量”。然而從參數本質（zhì）上（shàng）講，GB/T 21529-2008中水蒸氣透過率定義與GB/T 1037-1988中的（de）水蒸氣透過量定義的含義是完全一致的，單位都是克每平方米每24小時g/m²·24h。

        2. 在可選的試驗條件上，GB/T 21529-2008在保（bǎo）留（liú）GB/T 1037-1988中測（cè）試條件的基礎上又增加了3個，使得測試（shì）條件的選擇範圍更寬。

　　3. 在平衡判斷以（yǐ）及測試數據取舍的條件方（fāng）麵GB/T 21529-2008與GB/T 1037-1988完（wán）全一致。

　　4. 在標準的實用性以及實際操作方便性方麵GB/T 21529-2008比較突出。首先，對於GB/T 1037-1988來（lái）講（jiǎng），由（yóu）於幹燥劑的吸濕能力是有（yǒu）限（xiàn）的（de），所以為保證試樣兩側水蒸（zhēng）氣壓力差的持久性和一致性，在整個實驗過程中需要有操作人員的（de）幹（gàn）預，也就是說試驗（yàn）無法自動完成，但是電（diàn）解傳感器法的整個試驗過程可以自動完成，而試驗過程中試樣兩側濕度差的控製也無需（xū）人工（gōng）幹預（yù）。其次，在試樣製備（bèi）上電解傳感器法免除了由於對透濕（shī）杯進行蠟封所帶來的不確定因素，並提高了試樣裝夾的方（fāng）便性，進而提高了測試數據的有效性。再次，電解傳感器法（fǎ）的測試效率獲得大幅度提（tí）高，能更好（hǎo）地適應包裝業對於快速測試的需求。

　　GB/T 21529-2008標準的製訂不僅僅隻是先進方法的引進（jìn），同時更加注重對（duì）方法準確性、實用性（xìng）的評定，更適合我國的實際應用需求。相信今年10月1日起開始實（shí）施（shī）的這項透濕率測試標準能為促（cù）進我國包裝行（háng）業的發展提供更多的便利，更好地滿足包裝行（háng）業快速發展的需求。