水蒸氣透過(guò)率表征纖維板防潮性能的方法介紹

摘要：纖維板是一種濕度敏感性材料，良好的防潮性能是延長(zhǎng)纖維板使用壽命的重要保證。本文通過(guò)對(duì)纖維板樣品水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試，介紹了一種纖維板防潮性能的有效表征方法，并通過(guò)對(duì)試驗(yàn)原理、試驗(yàn)過(guò)程及所使用設(shè)備W3/062水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)、適用范圍等內(nèi)容的介紹，為纖維板防潮性能的監(jiān)測(cè)提供參考。

關(guān)鍵詞：防潮性能、水蒸氣透過(guò)率、水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)、纖維板

1、意義

纖維板是一種由木質(zhì)纖維素或其他植物纖維素為原料，利用自身膠粘性或添加膠黏劑制成，在建筑業(yè)及家居裝修行業(yè)應(yīng)用廣泛。在纖維板的使用過(guò)程中，翹曲變形是一種常見(jiàn)問(wèn)題，影響產(chǎn)品的外觀及使用壽命，這種問(wèn)題的出現(xiàn)與纖維板的易吸潮性有很大關(guān)系，為了降低纖維板的吸濕性，常在纖維板表面涂覆防水材料或增加纖維板密度，延長(zhǎng)纖維板的使用壽命。傳統(tǒng)的纖維板防潮性能的測(cè)試方法是將樣品浸泡在水中一定時(shí)間后檢測(cè)其性能的變化，這種方法測(cè)試的是條件下纖維板對(duì)水的耐受性，無(wú)法用于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)纖維板在日常使用過(guò)程中的環(huán)境濕度條件下的吸濕性，因此，本文針對(duì)性的引入了纖維板水蒸氣透過(guò)率概念用于評(píng)價(jià)其在環(huán)境濕度下的防潮性。

圖1 纖維板

2、試驗(yàn)樣品

本次試驗(yàn)以某品牌的纖維板為試驗(yàn)樣品，測(cè)試其水蒸氣透過(guò)率。

3、試驗(yàn)依據(jù)

目前片狀材料水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試方法有杯式法、紅外傳感器法、電解傳感器法及濕度傳感器法，考慮到纖維板類材料的透濕性較高，本次試驗(yàn)采用測(cè)試范圍較大的杯式法測(cè)試樣品的水蒸氣透過(guò)率，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗(yàn)方法 杯式法》。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文采用W3/062水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)為試驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

圖2  W3/062水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)

4.1 試驗(yàn)原理

杯式法是基于水蒸氣的滲透引起透濕杯質(zhì)量變化為原理，進(jìn)一步測(cè)試材料的水蒸氣透過(guò)率。根據(jù)透濕杯質(zhì)量的增加或減少，該方法又分為增重法與減重法兩種試驗(yàn)方法，增重法是透濕杯被放一定量的干燥劑，透濕杯外側(cè)為高濕條件；減重法為透濕杯中放入一定量的蒸餾水，透濕杯外側(cè)為低濕環(huán)境。無(wú)論哪種方法，在濕度差的驅(qū)動(dòng)下，水蒸氣均由高濕側(cè)通過(guò)試樣滲透到低濕側(cè)，增重法表現(xiàn)為透濕杯質(zhì)量增加，減重法表現(xiàn)為質(zhì)量減少，當(dāng)透濕杯的質(zhì)量隨時(shí)間的變化恒定時(shí)，水蒸氣在試樣兩側(cè)的滲透達(dá)到平衡，此時(shí)根據(jù)測(cè)試時(shí)間間隔內(nèi)透濕杯質(zhì)量的變化情況計(jì)算試樣的水蒸氣透過(guò)率。

4.2 設(shè)備參數(shù)

本設(shè)備可實(shí)現(xiàn)增重法與減重法兩種試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑鲋胤y(cè)試范圍為0.1 ~ 2500 g/(m²·24h)，減重法測(cè)試范圍為0.1 ~ 10,000 g/(m²·24h)，測(cè)試精度為0.01 g/(m²·24h)，系統(tǒng)分辨率為0.001g；溫濕度自動(dòng)控制、范圍寬、精度高，溫度控制范圍為15 ~ 55 ℃，控溫精度為±0.1 ℃；減重法控濕范圍為70 ~ 90%RH，增重法控濕范圍為10 ~ 98%RH，控濕精度為±1%RH，可實(shí)現(xiàn)不同溫濕度條件下水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試；吹掃風(fēng)速范圍為0.5 ~ 2.5 m/s；試樣尺寸為Ф74 mm，測(cè)試面積為33 cm²；系統(tǒng)自動(dòng)間歇稱重，每次稱重前系統(tǒng)自動(dòng)清零，試驗(yàn)腔內(nèi)可容納6個(gè)透濕杯，每個(gè)透濕杯可獨(dú)立試驗(yàn)，可同時(shí)測(cè)試6種相同或不同的試樣；支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)。

4.3 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于多種類型材料水蒸氣透過(guò)率測(cè)試，如塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、土工膜、鍍鋁膜、鋁塑復(fù)合膜、防水透氣膜等膜狀材料，PP片材、PVC片材、PVDC片材等工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，煙包鋁箔紙、利樂(lè)包等紙張、紙板材料，防水透氣布料、尿不濕無(wú)紡布料、衛(wèi)生用品用無(wú)紡布等紡織品、無(wú)紡布等材料。除此之外，還可擴(kuò)展應(yīng)用于人造皮膚、醫(yī)療用品及輔料、太陽(yáng)能背板、液晶顯示屏膜、漆膜、化妝品、生物降解膜等材料及產(chǎn)品的透濕性、阻水性、保濕性測(cè)試。

(2) 本設(shè)備滿足多項(xiàng)國(guó)家與標(biāo)準(zhǔn)，如GB 1037、GB/T 16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、ISO 2528、DIN 53122-1、JIS Z0208、YBB 00092003等。

5、試驗(yàn)過(guò)程

(1) 按照透濕杯的尺寸，從纖維板樣品上裁取試樣3塊，并用蠟將試樣分別密封在3個(gè)加入了一定量蒸餾水的透濕杯上，確保透濕杯與試樣間密封良好。

(2) 將密封試樣的透濕杯放入設(shè)備試驗(yàn)腔中的托盤上，關(guān)閉試驗(yàn)腔門，設(shè)置試樣厚度、試驗(yàn)溫度、濕度等參數(shù)信息，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開(kāi)始。設(shè)備根據(jù)設(shè)置參數(shù)自動(dòng)對(duì)透濕杯進(jìn)行間歇稱重。

(3) 試驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)備根據(jù)3個(gè)透濕杯的質(zhì)量隨時(shí)間變化情況，計(jì)算并顯示3個(gè)試樣的水蒸氣透過(guò)率。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)所測(cè)試的3個(gè)試樣的結(jié)果值分別為2186.7968 g/(m²·24h)、2076.4062 g/(m²·24h)、2092.4063 g/(m²·24h)，纖維板樣品的水蒸氣透過(guò)率取3個(gè)試樣測(cè)試結(jié)果的平均值2118.5364 g/(m²·24h)。

7、結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)纖維板樣品水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試介紹了一種可反映纖維板在濕度為90%RH條件下的防潮性能，試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，設(shè)備易于操作，試驗(yàn)效率高，試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性高、重復(fù)性好，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，還可利用文中所述設(shè)備測(cè)試?yán)w維板材料在其他濕度條件下的水蒸氣透過(guò)率。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測(cè)設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測(cè)服務(wù)的*企業(yè)，現(xiàn)已研發(fā)設(shè)備100余套，可用于測(cè)試材料的氧氣透過(guò)量、氮?dú)馔高^(guò)量、二氧化碳透過(guò)量、水蒸氣透過(guò)率、拉伸性能、抗沖擊性能、摩擦系數(shù)、膠粘性能、密封性能、熱封強(qiáng)度、熱縮性能、剝離強(qiáng)度、總遷移量等的性能指標(biāo)，了解相關(guān)設(shè)備信息。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作！