水蒸气透过率表征纤维板防潮性能的方法介绍

摘要：纤维板是一种湿度敏感性材料，良好的防潮性能是延长纤维板使用寿命的重要保证。本文通过对纤维板样品水蒸气透过率的测试，介绍了一种纤维板防潮性能的有效表征方法，并通过对试验原理、试验过程及所使用设备W3/062水蒸气透过率测试系统参数、适用范围等内容的介绍，为纤维板防潮性能的监测提供参考。

关键词：防潮性能、水蒸气透过率、水蒸气透过率测试系统、纤维板

1、意义

纤维板是一种由木质纤维素或其他植物纤维素为原料，利用自身胶粘性或添加胶黏剂制成，在建筑业及家居装修行业应用广泛。在纤维板的使用过程中，翘曲变形是一种常见问题，影响产品的外观及使用寿命，这种问题的出现与纤维板的易吸潮性有很大关系，为了降低纤维板的吸湿性，常在纤维板表面涂覆防水材料或增加纤维板密度，延长纤维板的使用寿命。传统的纤维板防潮性能的测试方法是将样品浸泡在水中一定时间后检测其性能的变化，这种方法测试的是极端条件下纤维板对水的耐受性，无法用于准确评价纤维板在日常使用过程中的环境湿度条件下的吸湿性，因此，本文针对性的引入了纤维板水蒸气透过率概念用于评价其在环境湿度下的防潮性。

图1 纤维板

2、试验样品

本次试验以某品牌的纤维板为试验样品，测试其水蒸气透过率。

3、试验依据

目前片状材料水蒸气透过率的测试方法有杯式法、红外传感器法、电解传感器法及湿度传感器法，考虑到纤维板类材料的透湿性较高，本次试验采用测试范围较大的杯式法测试样品的水蒸气透过率，依据标准为GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法 杯式法》。

4、试验设备

本文采用W3/062水蒸气透过率测试系统为试验设备，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

图2  W3/062水蒸气透过率测试系统

4.1 试验原理

杯式法是基于水蒸气的渗透引起透湿杯质量变化为原理，进一步测试材料的水蒸气透过率。根据透湿杯质量的增加或减少，该方法又分为增重法与减重法两种试验方法，增重法是透湿杯被放一定量的干燥剂，透湿杯外侧为高湿条件；减重法为透湿杯中放入一定量的蒸馏水，透湿杯外侧为低湿环境。无论哪种方法，在湿度差的驱动下，水蒸气均由高湿侧通过试样渗透到低湿侧，增重法表现为透湿杯质量增加，减重法表现为质量减少，当透湿杯的质量随时间的变化恒定时，水蒸气在试样两侧的渗透达到平衡，此时根据测试时间间隔内透湿杯质量的变化情况计算试样的水蒸气透过率。

4.2 设备参数

本设备可实现增重法与减重法两种试验模式，增重法测试范围为0.1 ~ 2500 g/(m²·24h)，减重法测试范围为0.1 ~ 10,000 g/(m²·24h)，测试精度为0.01 g/(m²·24h)，系统分辨率为0.001g；温湿度自动控制、范围宽、精度高，温度控制范围为15 ~ 55 ℃，控温精度为±0.1 ℃；减重法控湿范围为70 ~ 90%RH，增重法控湿范围为10 ~ 98%RH，控湿精度为±1%RH，可实现不同温湿度条件下水蒸气透过率的测试；吹扫风速范围为0.5 ~ 2.5 m/s；试样尺寸为Ф74 mm，测试面积为33 cm²；系统自动间歇称重，每次称重前系统自动清零，试验腔内可容纳6个透湿杯，每个透湿杯可独立试验，可同时测试6种相同或不同的试样；支持Lystem^TM实验室数据共享系统。

4.3 适用范围

(1) 本设备适用于多种类型材料水蒸气透过率测试，如塑料薄膜、纸塑复合膜、土工膜、镀铝膜、铝塑复合膜、防水透气膜等膜状材料，PP片材、PVC片材、PVDC片材等工程塑料、橡胶、建材等片状材料，烟包铝箔纸、利乐包等纸张、纸板材料，防水透气布料、尿不湿无纺布料、卫生用品用无纺布等纺织品、无纺布等材料。除此之外，还可扩展应用于人造皮肤、医疗用品及辅料、太阳能背板、液晶显示屏膜、漆膜、化妆品、生物降解膜等材料及产品的透湿性、阻水性、保湿性测试。

(2) 本设备满足多项国家与国际标准，如GB 1037、GB/T 16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、ISO 2528、DIN 53122-1、JIS Z0208、YBB 00092003等。

5、试验过程

(1) 按照透湿杯的尺寸，从纤维板样品上裁取试样3块，并用蜡将试样分别密封在3个加入了一定量蒸馏水的透湿杯上，确保透湿杯与试样间密封良好。

(2) 将密封试样的透湿杯放入设备试验腔中的托盘上，关闭试验腔门，设置试样厚度、试验温度、湿度等参数信息，点击试验选项，试验开始。设备根据设置参数自动对透湿杯进行间歇称重。

(3) 试验结束后，设备根据3个透湿杯的质量随时间变化情况，计算并显示3个试样的水蒸气透过率。

6、试验结果

本次试验所测试的3个试样的结果值分别为2186.7968 g/(m²·24h)、2076.4062 g/(m²·24h)、2092.4063 g/(m²·24h)，纤维板样品的水蒸气透过率取3个试样测试结果的平均值2118.5364 g/(m²·24h)。

7、结论

本文通过对纤维板样品水蒸气透过率的测试介绍了一种可反映纤维板在湿度为90%RH条件下的防潮性能，试验过程简单，设备易于操作，试验效率高，试验结果的准确性高、重复性好，根据实际应用情况，还可利用文中所述设备测试纤维板材料在其他湿度条件下的水蒸气透过率。济南兰光机电技术有限公司是一家专业从事包装检测设备研发生产与包装检测服务的高新技术企业，现已研发设备100余套，可用于测试材料的氧气透过量、氮气透过量、二氧化碳透过量、水蒸气透过率、拉伸性能、抗冲击性能、摩擦系数、胶粘性能、密封性能、热封强度、热缩性能、剥离强度、总迁移量等全方位的性能指标，了解相关设备信息。愈了解，愈信任！Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作！