氣體透過(guò)量測(cè)定儀(又稱(chēng)氣體透過(guò)率測(cè)定儀、透氣儀)是一種基于壓差法原理的檢測(cè)設(shè)備,用于測(cè)定塑料薄膜、復(fù)合膜、高阻隔材料等的氣體透過(guò)率、溶解度系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)及滲透系數(shù),廣泛應(yīng)用于食品、電子等行業(yè)的包裝材料檢測(cè)。
氣體透過(guò)率測(cè)試的影響因素主要包括以下方面:
材料特性
分子鏈極性:極性分子相互力大,阻隔性好,擴(kuò)散系數(shù)低。例如,聚乙烯(非極性)的阻隔性較差,而聚氯乙烯(極性)的阻隔性較好。
分子鏈剛性和側(cè)基:分子鏈剛性大、主鏈不靈活的材料氣體透過(guò)率較低。側(cè)基不對(duì)稱(chēng)的高聚物自由空間大,透過(guò)率較高。
結(jié)晶度:結(jié)晶度高,分子鏈排列緊密,氣體透過(guò)結(jié)晶性物質(zhì)需要更多的擴(kuò)散活化能,阻隔性更好。例如,結(jié)晶性高聚物的透過(guò)率低于無(wú)定型高聚物。
高聚物密度:密度高、阻隔性好、滲透率低。與結(jié)晶度相似,高聚物密度高時(shí),氣體透過(guò)率較低。
取向度:通過(guò)改變高聚物的拉伸取向可明顯降低氣體透過(guò)率,特別對(duì)結(jié)晶高聚物,取向可使晶體按一定方向重新排列,促進(jìn)結(jié)晶,使得滲透劑分子需經(jīng)過(guò)更為曲折的路徑才能透過(guò)包裝材料。
測(cè)試條件
壓力差:壓力差增大,氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)透過(guò)的速度快,但實(shí)驗(yàn)表明,塑料薄膜兩側(cè)壓力差的大小對(duì)測(cè)得的透氣系數(shù)、透氣量無(wú)明顯的影響。不過(guò),為了使透氣性小的薄膜在短時(shí)間內(nèi)得到準(zhǔn)確的結(jié)果,往往增加薄膜兩側(cè)的壓差。
氣體種類(lèi):不同氣體對(duì)薄膜透氣性能的影響不同。例如,空氣、氮?dú)?N?)等氣體在聚苯乙烯、聚乙烯等材料中的透過(guò)率存在差異。
環(huán)境因素
溫度:總體上,氣體或液體在高聚物中的透過(guò)率隨溫度升高而增加。這是因?yàn)闇囟壬邔?dǎo)致聚合物分子鍵的剛性下降,內(nèi)聚度下降,自由體積加大。
濕度:有些高聚物對(duì)水敏感,當(dāng)水分子滲入,形成氫鍵,使高聚物膨脹、松弛,透氣性增加。例如,含羥基(-OH)、酰胺基(-CNH-)的高聚物對(duì)水敏感。
其他因素
滲透面積:滲透面積的大小會(huì)影響氣體透過(guò)率的測(cè)定結(jié)果。
滲透膜厚度:滲透膜的厚度會(huì)影響氣體透過(guò)率的測(cè)定結(jié)果。
所裝物質(zhì)性質(zhì):所裝物質(zhì)的性質(zhì)(如化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì))會(huì)影響氣體透過(guò)率的測(cè)定結(jié)果。