壓差法中壓力差的存在不會影響材料透氣性(2)

      有些（xiē）人認為壓差法中氣體壓力差的存在會影響軟包裝高分子聚（jù）合物（wù）結構狀態，進而會（huì）影（yǐng）響透氣性測試結果。針對這個（gè）問題（tí），MD传媒视频實驗室進行了大量的試驗，通過實（shí）測數據分析證明這種觀點是錯誤（wù）的。

1．壓力差普遍存在於透（tòu）氣性（xìng）測試方法中

     與對壓差法和（hé）等壓法通常的認（rèn）識所不（bú）同的是（shì），並非隻有壓差法在（zài）試樣（yàng）兩側才會形成氣體壓力差，等（děng）壓法中試（shì）樣兩側（cè）由於氣體流速（sù）調節的影響也存在壓力差（chà）。壓力（lì）直接（jiē）作用在薄膜（mó）材料表麵勢必會（huì）造成（chéng）材料的變形，但（dàn）是如果在測試結構中存在試樣支撐裝（zhuāng）置就可以有效緩解這種影響。在壓差法中氣（qì）體（tǐ）壓力差的梯度方向是確定的，標（biāo）準（zhǔn）試驗方法（fǎ）在低（dī）壓側采用多孔（kǒng）紙支（zhī）撐試（shì）樣可以很好地消除壓力差對試樣的影響，使得試樣（yàng）盡管經受強大的壓力依然可（kě）以（yǐ）保證不出現變形。壓差法中氣體壓力差與透氣性（xìng）測試數據之間的（de）關係將在後麵做詳細介紹。但是對於等壓法，由（yóu）於試樣兩側都（dōu）無支撐、處（chù）於懸空狀態（tài），而（ér）且盡管試（shì）樣兩側壓（yā）力差很小，壓力梯度方（fāng）向卻無法確定，因此在實際試驗過程中試樣出現變形的幾（jǐ）率比壓差法要高很多（duō），試樣（yàng）更（gèng）容易出現（xiàn）裂紋、變薄或透（tòu）氣麵積增大的（de）情況。關於等（děng）壓法（fǎ）中壓力差對透氣量的影響（xiǎng）我們也進（jìn）行了很（hěn）多試驗，但是由於等壓法中調節的是氣體流量，沒有對氣體壓力進行檢測，所以我們隻能定性分析，無法進行量化試驗，不過可以確定的是當等壓法試樣兩側存在壓力差時，試樣會出現變形，並對（duì）透氣性測試數據產生影響。

2．壓差法中壓力差對材料的透氣性（xìng）並無影響

      之前已經介紹（shào）了，壓差法中已經考（kǎo）慮（lǜ）到壓力差的影響，因此采取了成熟的手段（duàn）以避免試（shì）樣出現變形。然而要在測試過程中對（duì）試樣狀態進行監控是很難（nán）實現的，所以要考證聚合物材料在壓差法中是否因為壓力差的存在而（ér）產生材料狀態結構上的變化，並對壓力差的存在與材料透氣（qì）性測試數據的（de）關係進（jìn）行分析和驗（yàn）證，需（xū）要借助試樣的可測性能（néng）指標進行判斷。

2.1 連續測（cè）試（shì）的（de）數據重複性以及試樣厚度的變（biàn）化量

      之前我們（men）已經選擇了兩項相關的測量指標進行（háng）分（fèn）析：對同一試樣進行連（lián）續多次透氣性測試（shì），觀察測試結果的重複性以及測試前後試（shì）樣厚度的變化量。如果氣體（tǐ）壓力差（chà）對試樣微觀結構的影響是使其由鬆（sōng）散結（jié）構變的更加緊湊，即將結構鬆散的物質壓（yā）“實”，那麽材料經受較長（zhǎng）時間的壓力作用（yòng）後其厚度會減小。同時，由於材料的阻隔性能與材料的物質結構有關，因（yīn）此透氣（qì）性測試數據應隨連續測試次數的增長而呈（chéng）現出減小的趨勢。試驗數據證明透氣性（xìng）測試數據並沒有表現出隨測（cè）試次（cì）數增加而減小的趨（qū）勢，而且試樣（yàng）的厚度在（zài）試驗前後也（yě）沒有出現變化，因此壓力（lì）差（chà）的存在會影響材料的狀態進而影響透氣性測試結果的說法是不（bú）成立的（de）。

2.2 不同壓力差與（yǔ）材料透氣量的關係

      理論上（shàng），試樣的透（tòu）氣量、透氣係數與壓力差是（shì）無關的。也就是說，在不同的壓力差下檢測同一種材料，測得的（de）透氣量與透氣係數應該是一致的，如果有個別試（shì）驗數據存在偏差也是由於試驗原因（yīn）引起的。如果氣體壓力差對試樣微觀結構的影響是破壞材料（liào）結構，導致材料產生小的裂紋、針孔等缺陷，則測得的透氣（qì）量和滲（shèn）透（tòu）係（xì）數會（huì）隨著壓力差的增大而增大。相（xiàng）反地（dì），如果材料兩（liǎng）側壓力差增大但透氣（qì）量和滲透係數保持不變，則可（kě）以證明壓力差的存在並沒有對材料的結構產生破壞。

MD传媒视频（guāng）實驗室自今年3月份以來，曆時3個月對八種十餘件試樣進行了在不同氣體壓力差下（xià）的大量試驗，試（shì）驗選擇在壓力差為30kPa、50kPa、70kPa、90kPa、110kPa、130kPa、150kPa這7個測試點下進行，在每（měi）個測試點下至少重複測試3遍，測試溫度均為40℃。選擇的試驗材料（liào）包括PC（125μm）、PC（175μm）、PET（12μm）、PET（23μm）、PET（25μm）、PET（70μm）、PA（35μm）、PE（40μm）、CPP（40μm）、OPP（38μm）等軟包裝材料中最常用的高聚物，還進行了PE/EVOH/PE（55μm）、PA/PE（80μm）等部分複合材料的檢測，材料涉（shè）及高中低阻隔性範圍，透氣量從1.5cm³/m²·24h·0.1MPa至7000cm³/m²·24h·0.1MPa。

由於篇幅原（yuán）因，數據庫中的擴散係數、溶解度（dù）係數本文中略去，材料的詳細試驗（yàn）數據如下：

PC（125μm）

1. 透（tòu）氧量單位：cm³/m²·24h·0.1MPa

2. P 滲透係數單位：cm³·cm/cm²·s·cmHg

PC（175μm）