橡胶气囊气体透过性能的测试方法

摘要：橡胶气囊中的充填气体量是决定其能否发挥预期使用效果的重要因素，除气囊密封性外，所使用的橡胶对气体的阻隔性能直接影响气囊保存气体的能力。本文利用VAC-V2压差法气体渗透仪测试某品牌橡胶堵水气囊的空气透过率，并通过对试验原理、设备参数及适用范围、试验过程等内容的介绍，为检测橡胶气囊气体透过性能提供参考。

关键词：气体透过率、气体透过量、阻隔性能、橡胶气囊、压差法气体渗透仪、空气透过率

1、意义

橡胶气囊为充气产品，具有外形柔软、可变形、可折叠、使用后方便拆除、使用便利等特点，常见的橡胶气囊可用于堵水施工、渗漏检测、船舶消音、减震、建筑施工等领域，通过充填压缩气体使气囊伸展膨胀达到截面设计要求而发挥作用。以橡胶堵水气囊为例，该类气囊主要用于有水管道堵水作业，将橡胶气囊中充入一定压力的空气，使气囊填满整个管道，利用气囊壁与管道间的摩擦力阻断水流，为了使气囊能与管道壁有效接触，要求气囊中始终保持一定量的气体，即具有良好的密封性和较高的阻隔性。特别是使用时间较长的橡胶气囊，其对充填气体的阻隔性应更高，以防止使用期间因气囊中的气体大量向外渗透而影响使用效果。因此加强橡胶气囊对充填气体阻隔性能的测试显得尤为必要。

图1 各种类型橡胶气囊

2、检测样品

以某企业生产的橡胶堵水气囊为检测样品。

3、检测依据

本次试验采用压差法原理测试样品的空气透过率，试验过程参考GB/T 7755-2003《硫化橡胶或热塑性橡胶 透气性的测定》。

4、试验设备

本文采用VAC-V2压差法气体渗透仪测试样品对空气的阻隔性能，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

图2  VAC-V2压差法气体渗透仪

4.1试验原理

装夹好的试样将设备的上、下测试腔隔开，上腔中充入一定压力的试验气体，下腔为真空，如此试样两侧便形成了一定的压差，试验气体的压力差的作用下，由上腔渗透过试样进入下腔，通过测试下腔压力的变化，即可得到试样的气体透过率。

4.2 设备参数

设备的测试范围为0.05 ~ 50000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，真空分辨率可达到0.1 Pa；控温范围为5℃ ~ 95℃，控温精度为±0.1℃；控湿范围为0%RH、2%RH ~ 98.5%RH、100%RH，控湿精度为±1%RH，可满足不同试验条件下的检测需求；有三个完全独立的试验腔，可同时测试三种相同或不同的试样；可进行任意温度下的数据拟合，轻松获得极端测试条件下的试验结果；经过改制，本设备还可支持有毒气体、易燃易爆气体的测试；提供标准膜进行快速校准，保证检测数据的准确性和通用性；支持Lystem^TM实验室数据共享系统，统一管理试验结果和检测报告。

4.3 适用范围

(1) 本设备专业用于多种片材、薄膜试样在各种温度下的气体透过率、渗透系数、溶解度系数、扩散系数的测试。片材类包括各种工程塑料、橡胶、建材等片状材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。薄膜类包括各种塑料薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜等膜状材料。

(2) 本设备还可扩展到航空航天用材料、纸及纸板、漆膜、玻纤布、玻纤纸、化妆品软管片材、各种橡胶片材等材料的透气性测试。

(3) 本设备适用于多种气体的透过率测试，如氮气、氧气、二氧化碳、氦气、空气等。

(4) 本设备满足多项国家和国际标准，如GB/T 7755-2003、ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003等。

5、试验过程

(1) 制样

用专用取样器从待测橡胶气囊样品表面裁取3片直径为97 mm的试样。

(2) 装样

在每个试验腔测试区域周边涂抹一层真空油脂，将直径65 mm的滤纸置于测试区域，然后覆上所制试样，除去试样与所接触测试腔间的气泡，并用夹紧装置夹紧。

图3 试样装夹图

(3) 参数

设置试样名称、试验温度、试验湿度、试样厚度等参数信息。

(4) 试验

点击试验选项，试验开始，设备自动记录下腔压力的变化情况，并在试验结束后，根据测试情况显示试验结果。

6、试验结果

本次所测试橡胶堵水气囊样品3片试样空气透过率的平均值为35.7462 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、结论

橡胶气囊的阻隔性能是决定其内部充填气体能否长时间保存的重要因素，对气囊的使用性能具有重要影响。本文检测了某橡胶堵水气囊样品的空气透过率，整个测试操作过程简单，一次试验测试3个试样，试验效率高，试验结果的重复性、稳定性好，测试精度高，可以真实的反映出所测试样品对空气的阻隔性能。根据不同用途气囊中充填气体的不同，更换测试气体，利用该方法即可测试对相应气体的阻隔性能。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，现有检测设备包括氧气透过率检测设备、水蒸气透过率检测设备、电子拉力试验机、顶空气体分析仪、摩擦系数仪、密封试验仪等类型的检测设备，了解相关的检测设备及服务信息，您可登陆www.labthink.com查看。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！