壓差法與等壓法在（zài）測試效率上存在的誤解

    對於壓差法與（yǔ）等壓法的測試效率（lǜ），有人認為等壓（yā）法的測試效率要（yào）高於壓差法，這種（zhǒng）認識是不對的，它的形（xíng）成與對透氣性測試的測試時間和測試效率的錯誤理解有（yǒu）關。本文將針對材料的透氣性檢測特點來分析透（tòu）氣性測試方法（fǎ）的測試效率，並從（cóng）當前的檢測技術（shù）上分析壓差法與等壓法的測試效（xiào）率。

 

1 . 如何計算（suàn）透氣性測試的效率

 

    評價一種測試（shì）方法的測試效率（lǜ）必須要明確該測試方法的測試（shì）時間。與其他物理檢（jiǎn）測不同的是，進行透氣性測（cè）試不但要對測試試樣進行狀態調節，而且透氣性檢測設備也需要一段（duàn）調節時間，這個調（diào）節時間不僅包括設備的預熱時間，還（hái）包（bāo）括係統的淨化時間。由於無論采用什麽樣的手段都不（bú）能避免由於試樣裝夾帶來的對透氣性檢測設備的測試腔以（yǐ）及氣體管路中（zhōng）氣（qì）體的汙染，而氣體雜質（非（fēi）測（cè）試氣體）會幹擾測試氣體對試樣的滲透過程，進而影響試驗結果，所以在氣體滲透過程開始之前，必須對測試（shì）腔以及氣體（tǐ）管路中（zhōng）的雜質氣體（tǐ）進行淨化（huà）。

 

    係統的淨化時（shí）間與測試時間有什（shí）麽關係？其實這正是對透氣（qì）性測試的效率產生錯誤理解的根源，即對於透氣性測試的測試時間沒有一個明確的定義，使得淨化時間是否（fǒu）計（jì）入測試時間變得非常隨機，例如將壓差法的抽真空時間計入，而等壓法的吹掃（sǎo）時間不計入。透（tòu）氣性測試的（de）測試時（shí）間應包括係統的淨（jìng）化時間以及滲透平衡的建立時間，不能隻用等壓法的測試時間與壓差法的測試時間和抽真空時（shí）間的加和比較以評定測試效率。

 

1.1 淨化時間

 

    係統（tǒng）的淨化對於不同的測試方法采取了（le）不同的（de）方式，例如在壓差法中采（cǎi）取對測試腔以及相關氣（qì）路抽真空，而在等壓法中是使用大流量載氣對測試腔以及氣體管路進行吹掃。因此淨化時間對於不（bú）同的測（cè）試方（fāng）法也是不一樣的，對於（yú）壓差法，係統的（de）淨化時間就是在（zài）滲透過程開始之前的抽（chōu）真空時（shí）間，而對於等壓法則是在（zài）通（tōng）入測試（shì）氣體之（zhī）前使用載氣（一般采用氮氣）對整個測試腔以（yǐ）及氣（qì）路進行吹掃的吹掃時間。

 

    長期試驗證明，壓差法測試腔的體積與（yǔ）抽（chōu）真空所需的時間有關，體積縮小（xiǎo），則所需的抽真（zhēn）空時間也會縮短。抽真空時間在標準中也有要求，國標GB/T 1038中要求在真空係統達到（dào）標準所（suǒ）要求的（de）真空度後要再持續抽（chōu）真空3小（xiǎo）時以上。等壓法測試（shì）標準（zhǔn）中對於（yú）吹（chuī）掃時間的要求是非常明確的，吹掃時間與測試試樣、試（shì）樣厚度等因素有關，而且標準ASTM D 3985-05中更是將（jiāng）吹掃（sǎo）時間分成了除（chú）濕以及（jí）吹掃零點兩部分。在很多（duō）地方都說明（míng）了這個“吹掃時間”決不會很短，一般所需要的時間與壓差法中的抽真空（kōng）時間不相上下。Labthink蘭（lán）光在研發等壓法檢測設（shè）備時曾對係統吹掃的合理時間進行了研究，試驗證明將（jiāng）吹掃的載氣引入傳感器中持續（xù）吹掃24小時後，可認為係統內部的氧（yǎng）含量已經達到（dào）極低的狀態，這樣吹掃才能得到（dào）理想的效果，才能獲得（dé）準確（què）的測試結果（guǒ）。這樣看來，對於多數高（gāo）聚物材料來講，試驗所需的係統淨化（huà）時間都要比滲透達到平衡的（de）時間還要長。

 

    為了（le）提高測試效率，有人提議縮（suō）短淨化時間，然而縮短淨化時（shí）間會帶來的氣體汙染會給測試帶來什麽樣的影響呢？MD传媒视频實驗室曾經（jīng）針對淨（jìng）化時間的（de）長短對（duì）測試的影響（xiǎng）設立了一（yī）個試驗課題，對於等壓法我們采（cǎi）用縮短吹掃時間，而對於壓差法采（cǎi）取縮短抽真空的（de）時間，然（rán）後將測試結果與（yǔ）按照標準試（shì）驗步驟測試所得的結果進行比較。通過比對測試數據可知（zhī）：對於（yú）壓差（chà）法，隨著抽（chōu）真空時（shí）間的縮短，滲透平衡的建立時間沒（méi）有明顯的變化，測試數據表（biǎo）現出增大的趨勢，對高阻隔試樣測試影響較大，對中低阻隔試樣（yàng）測試影響較小；對於等壓法，吹掃時間的縮短導致滲透平衡的建（jiàn）立（lì）時間有所延長，而且測試數（shù）據重複性也明顯（xiǎn）降低。對產生（shēng）這些情況的原因分析如下（xià）：對於壓差法，由於（yú）抽真（zhēn）空時間的影響，會使得測試腔以及氣體管路內的雜質氣體沒有達到理想的淨化效果，雜質氣體幹擾測試氣體的滲透過程，導致測試數據偏大，並且數據穩定性差；而對於等（děng）壓法（fǎ），縮短吹掃時間會造成測試零點的確認誤差，同時雜質氣體的淨化效果也（yě）不理想，殘（cán）存在係統內的雜質氣體會對滲透（tòu）過程產生影響，導致測試準確性大大下降。另外，由於吹掃時間縮短致使部分雜質氣體依（yī）舊殘存在係統中，隻能由之後的測試氣體攜帶走，因此滲透平衡的建立時間會明顯增加。可（kě）見，縮短吹掃時（shí）間不會縮短整個試驗的時（shí）間（jiān）。

 

1.2 滲透平衡的建立時間

 

    滲透平衡的建（jiàn）立時間，也就（jiù）是用於檢測（cè）試樣透氣（qì）性能的試（shì）驗時間，即從滲透尚未（wèi）發生到氣體穩（wěn）定透過所需要（yào）的（de）時間，這段時間的長短（duǎn）主要取決於試樣的透氣性能。利用壓差法（fǎ）和等壓法對同種材（cái）料進行檢測，所需的滲透平衡建立時間是非常接近的，不存在非常明顯的差別，一般遵循（xún）以（yǐ）下的（de）規律：對於（yú）低阻隔材（cái）料大約需要2小時的時間，對於中阻隔材料需要（yào）2小時～6小時（shí）的時間，對於高（gāo）阻隔材料一般（bān）需要6小（xiǎo）時以上的時間。

 

    在（zài）實際測試的（de）時候需要按（àn）照一定的判斷條件確定是否達到滲透平衡，從（cóng）而出具測試數據，然而滲透平衡建立時間的長（zhǎng）短受環境因素影響比較明顯（xiǎn），尤其是（shì）溫度變化（huà）對（duì）滲透過程（chéng）產生的影響，溫度波動越劇烈則達到滲（shèn）透（tòu）平衡所需的時間越長，相應地試驗數據的重複性越差、準確性越低。這種環境變化對所有的透氣（qì）性測試方法都會產生影響，其影響程度不因測試方法的不同而（ér）存在差異，因此具有控溫控濕功能的設備在測試數據重複性以（yǐ）及測試效率上都要比沒有溫（wēn）濕度控製的設備優秀。

 

2 . 總結