GBT 43019.5-2023 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定第5部分：压力传感器法（正式版）

塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定第5部分：压力传感器法2023-09-07发布国家市场监督管理总局I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定》的第5部分。《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的——塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定——塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定——塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定湿度传感器法(GB/T红外传感器法(GB/T电解传感器法(GB/T30412—2013);26253—2010);21529—2008);——第5部分：压力传感器法(GB/T43019.5—2023);——第7部分：钙腐蚀法(GB/T43019.7—2023)。本文件等同采用ISO15106-5:2015《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定第5部分：压力本文件做了下列最小限度的编辑性改动：——为与现有标准协调，将标准名称改为《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定第5部分：压力请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国轻工业联合会提出。本文件由全国塑料制品标准化技术委员会(SAC/TC48)归口。本文件起草单位：济南赛成电子科技有限公司、江西省检验检测认证总院工业产品检验检测院、江苏省产品质量监督检验研究院、厦门金德威包装有限公司、中国石油天然气股份有限公司石油化工研究潮州市质量计量监督检测所、重庆鼎盛印务股份有限公司、佛山市顺德区特普高实业有限公司、佛山市量技术检测科学研究院、济南迪科瑞仪器有限公司、山东省创新发展研究院、济南国科医工科技发展有限公司、甘肃省产品质量监督检验研究院、金华市计量质量科学研究院、济南东方雨虹建筑材料有限公司。Ⅱ《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定》是塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定标准，对具有阻隔性能的各类塑料薄膜和薄片产品标准提供了支撑，拟由7个部分构成。 《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定湿度传感器法》(GB/T用湿度传感器法测定塑料薄膜和薄片水蒸气的透过率。 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定红外传感器法》(GB/T用红外传感器法测定塑料薄膜和薄片水蒸气的透过率。 《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定电解传感器法》(GB/T用电解传感器法测定塑料薄膜和薄片水蒸气的透过率。 《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定第5部分：压力传感器法》(GB/T43019.5—2023)。目的在于采用压力传感器法测定塑料薄膜和薄片水蒸气的透过率。 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定第7部分：钙腐蚀法(GB/T43019.7—2023)。目的在于采用钙腐蚀法测定塑料薄膜和薄片水蒸气的透过率。本部分采用压力传感器法测定塑料薄膜和薄片、复合塑料薄膜和薄片的水蒸气透过率，使塑料薄膜和薄片水蒸气透过率试验方法更加系统化与规范化。1塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定第5部分：压力传感器法1范围本文件描述了采用压力传感器法测定塑料薄膜和薄片、复合塑料薄膜和薄片的水蒸气透过率的2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。水蒸气透过率watervapourtransmissionrate在规定的温度与相对湿度及试样两侧保持一定的水蒸气压差的条件下，单位时间内透过试样单位面积的水蒸气质量。注：单位为克每平方米24小时[g/(m²·24h)]。4原理装夹在渗透腔(见图1)中的试样将渗透腔分为相互独立并密封的上腔(高压腔)和下腔(低压腔),再对放入试样后的下腔与上腔依次抽真空。将水蒸气充人抽真空后的上腔，水蒸气经试样从上腔渗透至下腔。通过监测下腔的压力增加得到透过试样的水蒸气量。5试样5.1试样应具有代表性，厚度均匀，无褶皱、折痕、针孔等缺陷。每个试样的面积应大于渗透腔的气体5.2除非另有规定或经相关各方协商一致，应测试3片试样。6试样状态调节除非经相关各方协商一致，试样应在规定的试验条件下进行状态调节。调节时间依据制品标准的规定。27仪器和试剂采用压力传感器测定水蒸气透过率的仪器示意图如图1所示。该仪器由渗透腔、压力传感器、水蒸气发生器、腔体积控制装置和真空泵组成。渗透腔用于使水蒸气透过试样，压力传感器用于检测通过渗透腔中试样的水蒸气所引起的压力变化，水蒸气发生器用于向渗透腔供应水蒸气。渗透腔应由上腔和下腔组成，具有固定的渗透面积。上腔应含有水蒸气进气口，下腔应与压力传感器相连。渗透腔与试样接触的表面应光滑平整，防止出现水蒸气泄露。气体渗透区域的直径通常应为5mm～200mm。非圆形试样的气体渗透区域尺寸应由相关各方协商确定。7.3压力传感器压力传感器应能测定下腔的压力变化，灵敏度不低于0.2Pa(0.0015mmHg)。应使用无水银真空计、电子隔膜式传感器或其他合适类型的压力传感器。7.4水蒸气发生器产生和存储水蒸气的装置，应具有足够大的容量保证上腔的水蒸气压力不会因为气体渗透而下降。水蒸气由此装置导入上腔，应配置灵敏度不低于20Pa(0.15mmHg)的压力传感器测定腔内压力。为扩展水蒸气透过率的测试范围，能够通过附加腔体控制装置调节下腔的水蒸气体积，例如储气罐或转换接头。宜优先选用纯度大于99.99%的水。如使用其他纯度的水，应由相关各方协商一致。7.7真空泵应使下腔的真空度不大于1Pa(0.0075mmHg)。3标引序号说明：1——渗透腔；2——上腔；3——下腔；4——试样；5——支撑物；6——上腔压力传感器；7——下腔压力传感器；8——上腔阀(隔断阀);9——下腔阀(放空阀);10——水蒸气发生器；11——控制阀；12——腔体控制装置；13——真空泵。图1采用压力传感器测定水蒸气透过率的仪器示意图8试验条件宜优先选择表1中推荐的试验条件。其他测试条件应由相关各方协商一致。表1推荐试验条件条件编号温度℃相对湿度%12349试验步骤9.1根据下腔的直径和高度合理放置具有渗透性的支撑部件，用于放置试样(见图1中5)。9.2在上腔与下腔的平整接触面边缘处均匀地涂抹一层厚度较薄的真空油脂，将试样置于下腔上，避免试样起皱或松弛。9.3将橡胶密封圈置于试样上，再放下上腔，以均匀的压力紧密闭合渗透腔的上下两部分腔体，使试样4GB/T43019.5—2023/ISO15106-5:20159.4先关闭上腔阀(见图1中8),打开下腔阀(见图1中9),开启真空泵，对下腔抽真空，再打开上腔9.5当渗透腔达到足够低的压力(通常为1Pa及以下)时，关闭上下腔阀，同时关闭真空泵。9.6如果下腔的压力上升，重复9.4～9.5的步骤，直到下腔的压力稳定。9.7打开控制阀(见图1中11),将水蒸气导入上腔，当达到试验条件相对湿度所对应的水蒸气压力时，关闭水蒸气发生器(见图1中10)。上腔的压力应由与水蒸气发生器相关联的控制阀控制。当下腔的压力增加，表明水蒸气开始渗透试样。9.8绘制下腔的压力随时间变化的渗透曲线，当曲线成直线状则达到渗透平衡。9.9计算渗透曲线中直线部分的斜率(dp/dt见第11章),也能采用仪器自动记录的渗透曲线。10背景试验每隔一段时间可对无试样的渗透腔进行水蒸气透过率的背景试验，即将金属板替代试样放置在下腔上进行水蒸气透过率的试验。金属板厚度应为3mm～10mm,宜使用与渗透腔材质相同的材料。11结果计算按公式(1)计算试样的水蒸气透过率。 (1)式中：WVTR试样的水蒸气透过率，单位为克每平方米24小时[g/(m²·24h)];A试样透过水蒸气的面积，单位为平方米(m²);M水的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔(g/mol)(M=18.0);R气体常数8.31,单位为焦耳每开尔文摩尔[J/(K·mol)];T——试验温度，单位为开尔文(K);——单位时间内下腔的压力变化，单位为帕斯卡每秒(Pa/s)。12试验结果试验结果以每组所有试样的算术平均值表示，保留两位有效数字。如果试样的测试值接近背景试13精密度因无法获得足够的实验室间数据，本文件未规定方法的精密度。当获得足够的实验室间数据时，将在下一版文件中增加精密度的说明