采用增重法与减重法分别测试发泡海绵防潮性的差异分析
摘要：用于测试材料水蒸气透过率的杯式法包括增重法与减重法两种试验方法。本文分别采用这两种方法测试一种闭孔发泡海绵样品的水蒸气透过率，并比较了两种方法的试验原理、试验过程、试验结果，介绍了设备参数及适用范围，为利用杯式法测试材料的防潮性能提供参考。
关键词：杯式法、称重法、增重法、减重法、水蒸气透过率测试系统、防潮性能、闭孔发泡海绵
1、意义
水蒸气透过率是衡量材料防潮性能的重要参考指标，对水蒸气透过率的测试及研究是材料应用的重要环节。杯式法原理是材料水蒸气透过率测试的重要原理之一，该原理又称为称重法原理，是根据透湿杯的质量变化计算材料的水蒸气透过率。杯式法又包括增重法、减重法两种试验方法，本文通过针对性的测试综合比较并分析两种方法的异同。
闭孔发泡海绵是发泡海绵的一种，其内部为相互独立的泡孔，即泡孔与泡孔之间有壁膜隔开，不互相联通，这种完全隔开的独立气泡结构及材料自身的疏水性能，能够有效防止水气渗透，具有一定的防潮性能，是理想的密封材料。本文即用上述两种方法分别测试闭孔发泡海绵的水蒸气透过率。
2、试验样品
本文以一种闭孔发泡海绵为试验样品。
3、试验依据
本次试验过程依据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
本次试验所采用的试验设备为C360M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。
C360M水蒸气透过率测试系统
4.1 试验原理
增重法的试验原理是根据渗透进入透湿杯中水蒸气的质量计算材料的水蒸气透过率，即透湿杯中放入一定量的干燥剂，用于吸收渗透进透湿杯的水蒸气，试样密封在透湿杯口，将透湿杯内部与外部环境隔开，外部环境控制为高湿环境，水蒸气从外部环境中通过试样渗透到透湿杯中，引起透湿杯质量增加，通过测试透湿杯总量随渗透时间增加的情况，得到试样的水蒸气透过率。
减重法的试验原理是根据透湿杯中的水蒸气向外渗透引起透湿杯质量减轻来计算材料的水蒸气透过率。与增重法相比，减重法透湿杯中装入的是一定量的蒸馏水，形成高湿环境，透湿杯的外部环境控制为低湿环境，从而实现水蒸气的渗透，根据透湿杯质量随渗透时间的减少量得到材料的水蒸气透过率。
4.2 设备参数
支持增重法、减重法两种试验方法，增重法的测试范围为0.01 ~ 1200 g/(m2·24h)，减重法的测试范围为0.01 ~ 10,000 g/(m2·24h)；一次试验可测试6个试样，提高了试验效率；舱体空间立体恒温，控温范围(15~55) ± 0.2℃；配备高效率无水雾湿度自动调节装置，控湿范围为(10~90)% ± 1%，气体干燥装置无需更换内芯，连续工作寿命可达两万小时；试样尺寸为Φ74 mm，测试面积为33 cm2；风速自动调节；流体力学和热力学结构分析设计的测试舱和透湿杯，温度和湿度更加均匀稳定，测试周期更短，结果更精准；独有DataShieldTM数据盾系统，对接用户数据集中管理要求，支持多种数据格式导出；采用可靠安全算法，防止数据泄露；支持通用有线和无线局域网，选配专用无线网，支持接入第三方软件。
4.3 适用范围
(1) 本设备适用于薄膜类、片材类、纸张与纸板类、纺织品与非纺织布等包装材料与产品的水蒸气透过率的测试。其中，薄膜类包括各种塑料薄膜、纸塑复合膜、土工膜、共挤膜、防水透气膜、镀铝膜、铝箔、铝塑复合膜等膜状材料；片材类包括各种工程塑料、橡胶、建材(建筑用防水材料)、保温材料等，如PP、PVC、PVDC、尼龙等片材。可扩展用于建筑材料、无菌护创膜、医用膏药贴剂等材料水蒸气透过率的测试。
(2) 本设备可满足多项国家和国际标准，如GB 1037、GB/T 16928、YBB00092003、ISO 2528、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、DIN 53122-1等。
5、试验过程
从样品表面裁取6片直径为100 mm的试样，两种方法各测试3片。
5.1 增重法
(1) 向3个透湿杯中加入一定量的干燥剂，将试样分别放置在透湿杯中，插入遮模，沿遮模灌入密封用蜡对试样进行密封。待试样密封好后，将透湿杯放入设备的透湿杯架中，关闭测试舱门。
(2) 在设备的控制软件中设置试样名称、试验温度、湿度、试验方法(增重法)、试验模式等参数信息，点击试验选项，试验开始。设备按照设定的参数进行试验，并在试验结束后显示试验结果。
5.2 减重法
向透湿杯中加入一定量的蒸馏水，其余操作与增重法相同，其中试验方法选择减重法。
6、试验结果
分别取每种试验方法的3个试样测试结果的算术平均值作为样品的测试结果。采用增重法测试的样品的水蒸气透过率为2.8064 g/(m2·24h)，减重法所测试样品的水蒸气透过率为3.3916 g/(m2·24h)。
7、结论
从增重法与减重法的试验原理及试验操作来看，两者在透湿杯内放入的试剂、外部环境的湿度、水蒸气渗透的方向等方面有所不同；从试验结果来看，两者所测试的闭孔发泡海绵样品的水蒸气透过率并不相同，故而可根据材料实际应用的情形选择合适的试验方法。本文所使用的试验设备可用于两种试验方法的准确测试，且测试结果的精度均较高。
