織物透氣性與透氣度對比分析

氣體對材料的滲透性( Permeability)是材料物理性能檢測的重要項目之一，滲透性低的材料我們稱(chēng)作對氣體具有一定的阻隔性，在這些材料中具有極低的氣體滲透性的材料又稱(chēng)作阻隔陛材料，被作為功能材料大量應用（如商品包裝）；滲透性高的材料是相對于具有一定阻隔性的材料來(lái)講的，它們的氣體透過(guò)率非常大，種類(lèi)繁多，用途也十分廣泛。

1、透氣性測試
我們常說(shuō)的透氣性測試是指對于具有一定氣體阻隔性的材料進(jìn)行特定氣體滲透性的檢測。這類(lèi)材料多是高分子聚合物或是由高聚物制成的多層復合材料，廣泛應用于食品、藥品、化工、電子、軍工等領(lǐng)域的產(chǎn)品包裝中。其中阻隔性極優(yōu)（氣體滲透性極低）的材料可以用于對氧氣、水蒸氣敏感商品的包裝，是近幾年塑料包裝業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，也是充氣包裝、真空包裝、無(wú)菌包裝等新型包裝發(fā)展的基礎。材料的透氣性測試方法主要有壓差法和等壓法兩類(lèi)，其中使用蒗圍廣泛的是壓差法。壓差法是純粹的物理檢測方法，測試原理清晰明了，與后面將要提到的透氣度測試設備原理一致，是透氣性測試中的根本方法。壓差法又分為真空壓差法和正壓差法兩類(lèi)，按照檢測標準需要采用分辨率非常高的真空規或表壓傳感器，檢測過(guò)程中微小的壓力變化都需要被采集下來(lái)。透氣性測試具有如下特點(diǎn)：

首先，對于真空壓差法透氣性測試設備，測試腔真空度是重要的一項指標。

ASTM D 1434-82( 2003)要求真空壓差法的低壓側在26Pa以下，IS0 2556:2001及GB/T 1038-2000均要求低壓側壓力不大于27Pa，透氣性測試儀需要配備抽真空能力很高的真空泵。由于真空度的高低與試樣的狀態(tài)直接相關(guān)，因此，能否達到標準要求的真空度會(huì )對試驗數據產(chǎn)生一定的影響。其次，真空規( Vacuum Gauge)精度直接影響測試結果精度，而且精度的選擇會(huì )對真空規的量程有一定限制。由于氣體對這類(lèi)材料的滲透性低，因此在測試過(guò)程中測試下腔的壓力變化率也很小，所以真空規的量程無(wú)需太大。表1中列出了5種高阻隔性材料的透氧性檢測的實(shí)測數據，在這組試驗中，至試驗結束時(shí)的大壓力變化量都不大于20Pa。
第三，溫度的變化能直接影響試樣的阻隔性。材料的滲透系數、溶解度系數以及擴散系數受溫度變化的影響遵守Arrhenius方程。

2、透氣度測試
對于塑料泡沫、皮革、紡織品、紙板、紙張、多孔陶瓷等透氣性較大的材料，用于一些特定領(lǐng)域時(shí)需要量化氣體對于這些材料的滲透性，例如卷煙紙的透氣性選擇是否恰當能直接影響煙支的外觀(guān)、卷煙的吃味和煙氣成分的含量，而對紡織品透氣性的控制是直接影響衣物穿著(zhù)舒適度的關(guān)鍵因素。對于這類(lèi)材料氣體滲透性的檢測我們稱(chēng)為透氣度測試，試驗需要采用專(zhuān)業(yè)的透氣度測試儀。這類(lèi)材料的透氣度測試方法大體可以分為定流量測壓差和定壓差測流量?jì)深?lèi)。定流量測壓差法主要用于聚氨酯泡沫塑料以及軟質(zhì)或牛硬質(zhì)多孔彈性材料的測試：定壓差測流量法主要應用于紡織品、無(wú)紡布、皮革、土工布等；紙、皮革等材料的透氣度檢測需測試在一定壓差下透過(guò)試樣一定體積空氣的時(shí)間，這可歸為定壓差測流量一類(lèi)，再通過(guò)測得的流量進(jìn)行計算就可以了。透氣度測試相比之前介紹的透氣性測試具有如下特點(diǎn)：

首先，測試對象不同。透氣性測試主要用于檢測薄膜，而透氣度測試主要檢測多孔材料、無(wú)紡布等。

其次，透氣性測試可以檢測氧氣、氦氣、二氧化碳、空氣等氣體對材料的滲透性，而透氣度測試主要檢測空氣對材料的滲透性。

第三，試驗時(shí)間長(cháng)短差異較大，透氣性測試時(shí)間長(cháng)，透氣度測試時(shí)間要短的多，這主要是因為兩種測試材料透氣性的差別非常大。

第四，由于透氣度測試主要檢測透氣性高的材料，因此設備無(wú)需使用高靈敏度的真空規或壓力傳感器，對真空泵的抽真空能力要求也比較低，但要求壓力傳感器具有很寬的量程，以滿(mǎn)足不同透氣量檢測需要。

第五，透氣度測試設備的關(guān)鍵元器件不僅有壓力傳感器和真空泵，流量計的精度和量程也非常重要。

第六，不同的材料，由于檢測標準以及方法的差異，試驗數據的單位差別很大：如紡織品的終測試結果是透氣率(mm/s)，而皮革的終測試結果卻是透氣量( ml/cm2-h)。配合操作軟件，同一款透度測試儀可以完成以上各種試驗數據的轉換。目前透氣度測試設備的發(fā)展很不均衡，例如現在市場(chǎng)上用于紡織物、紙張等材料的透氣度測試儀品種很多，而用于聚氨酯泡沫塑料及多孔彈性材料透氣度的檢測設備卻很少見(jiàn)。