水蒸氣透過率簡介

水蒸氣透過量和水蒸氣透過系數(shù)按照GB/T 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法---杯式法》（對應(yīng)美國試驗與協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTM E96-1980）進行測定。

1.透濕杯及定位裝置: 透濕杯由質(zhì)輕、耐腐蝕、不透水、不透氣的材料制成，

有效測定面積至少為25㎝,見圖1，

2 .原理及定義

原理: 在規(guī)定的溫度、相對濕度條件下，試樣兩側(cè)保持一定的水蒸氣壓差，測量透過試樣的水蒸氣量，計算水蒸氣透過量和水蒸氣透過系數(shù)。

水蒸氣透過量：在規(guī)定的溫度、相對濕度，一定的水蒸氣壓差和一定厚度的條件下，1㎡的試樣在24 h 內(nèi)透過的水蒸氣量。

水蒸氣透過系數(shù)：在規(guī)定的溫度、相對濕度環(huán)境中，單位時間內(nèi)，單位水蒸氣壓差下，透過單位厚度，單位面積試樣的水蒸氣量。

3. 測試條件

溫度: 38 0.6℃，相對濕度90 2%。

4.水蒸氣在聚合物中的透過機理

水蒸氣是極性分子，分子性質(zhì)的不同直接影響到具體的滲透過程以及滲透量。氫鍵是聚合物材料中的主要分子間作用力，由于水蒸氣分子和極性聚合物基團之間可以形成氫鍵，因而水蒸氣分子在聚合物表面的溶解度系數(shù)以及在聚合物中的擴散系數(shù)都受到水蒸氣與聚合物間相互作用的影響。因此聚合物的極性是引起水蒸氣分子與聚合物基團之間出現(xiàn)強烈相互作用的主要原因，含有極性基團如-COO-、-CO-NH-和-OH等比較多的高分子材料吸水性也強。另一方面，水蒸氣對聚合物薄膜的吸附和溶脹作用將明顯增加所有氣體對薄膜的透過性，若環(huán)境中的水分?jǐn)U散進入材料中，相當(dāng)于向材料中加入了一定量的增塑劑，不僅會使聚合物材料中自由體積增加，也使高分子的一些運動單元的重排運動易于進行，提供使?jié)B透分子擴散通過的瞬時縫隙的機會增多，使水蒸氣的滲透系數(shù)增大。聚合物的凝聚能也就是表示聚合物鏈間的作用力如果比較強的話，水蒸氣分子擠入聚合物鏈間的可能性就減小，透濕性相應(yīng)地也就小。有研究將致密型聚合物薄膜透過水蒸氣的過程稱作活化擴散過程。這種機理與氮氣從氣球中散發(fā)出來的機理一樣的。在高濃度一側(cè)，水蒸氣先是吸附并溶解于聚合物薄膜表面上，然后穿過表面在聚合物內(nèi)部進行擴散。當(dāng)氣體達(dá)到對側(cè)（水蒸氣低濃度側(cè)）時，水蒸氣被解吸，進入周圍的大氣中。在這個過程中，聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和薄膜的厚度乃是決定滲透性的主要因素。水蒸氣在聚合物薄膜中的滲透過程見圖2，

此外，透過率與可引起薄膜溶脹的水蒸氣濃度有關(guān)，而且溫度條件也會對聚合物的鏈段運動產(chǎn)生影響，從而影響聚合物的自由體積。所以，在討論聚合物的透濕性時，必須明確試驗的相對濕度差，溫度等條件，作為數(shù)據(jù)對比的必要條件。