ISO 4638-1984 Polymeric materials cellular flexible Determination of air flow permeability《软质泡沫聚合材料 气流透过率的测定》.pdf

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1、Norme internationale 4638 INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION*MEXLlYHAPOAHAR OPrAHHJAUMR fl0 CTAHaAPTH3AUMM*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION Matriaux polymres alvolaires souples - Dtermination de la permabilit lair Polymeric materials, cellular flexible - Determination of air

2、flow permeability Premit?re ddition - 1984-05-15 CDU 678.4-405.8 : 620.193.29 RBf. no : IS0 4638-1984 (FI Descripteurs : materiau aMolaire, produit alvolaire souple, essai, dtermination, permabilit, coulement dair. Prix bas sur 7 pages Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation)

3、 est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique correspondant. Les organisations interna

4、tionales, gouvernementales et non gouverne- mentales, en liaison avec IISO, participent galement aux travaux. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter- nationales par le Conseil d

5、e IISO. La Norme internationale IS0 4638 a t labore par le comit technique ISO/TC 45, Elastomres et produits base dlastomres, et a t soumise aux comits membres en fvrier 1982. Les comits membres des pays suivants lont approuve : Afrique du Sud, Rp. d Allemagne, R.F. Autriche Belgique Brsil Canada Ch

6、ine Danemark gypte, Rp. arabe d Espagne France Inde Indonsie Irlande Mexique Nigeria Pays- Bas Pologne Portugal Roumanie Sri Lanka Tchcoslovaquie T h ailande Turquie URSS USA Le comit membre du pays suivant la dsapprouve pour des raisons techniques : Royaume-Uni Organisation internationale de normal

7、isation, 1984 0 Imprim en Suisse NORM E I NTE R NAT1 O NA LE IS0 438-1984 (FI Matriaux polymres alvolaires souples - Dtermination de la permabilit lair O Introduction La permabilit lair des matriaux alvolaires caractrise, de faon indirecte, certaines de leurs proprits structurelles. Elle peut tre ut

8、ilise pour tablir des corrlations. Elle permet ga- lement de mettre en vidence les modifications de la structure cellulaire due certains agents chimiques utiliss en fabrica- tion, par exemple les catalyseurs ou agents tensio-actifs. La prsente Norme internationale peut donc b) contrle de la qualit d

9、es produits. NOTE - Les references de publications concernant le comportement des coulements B la fois en regime laminaire et en regime turbulent sont donnees dans la bibliographie. 1 Objet et domaine dapplication La prsente Norme internationale spcifie une mthode de dtermination de la permabilit la

10、ir des materiaux alvolaires souples base de polymeres. Elle est applicable B des prouvettes dcoupes dans des pro- duits en matriau alvolaire. NOTE - LISO 7231, Mat4riaux polymdres alvdolaires souples - D6termination de lindice dUcoulement dair - Mdthode B chute de pression constante,l) qui specifier

11、a une methode simple de contr6le de fabrication, est Bgalement basee sur Icoulement dair A travers les matriaux alv6olaires. Elle peut tre utilisee lorsquil ne sagit pas d qv est le dbit-volume dair, en metres cubes par seconde, au travers de Iprouvette; A est laire de la section droite, en mtres ca

12、rrs, de Iprouvette ; K est la permabilit au passage de lair, en metres carrs, du milieu poreux; Ap est la perte de charge, en pascals, au travers de Iprouvette ; r est la viscosit dynamique, en pascals secondes, de lair; 6 est Ipaisseur, en metres, de Iprouvette. NOTES 1 Iecoulement. 2 poreux, il es

13、t ncessaire que la condition suivante soit remplie : Dans le cas des matriaux anisotropes, il faut dfinir la direction de Pour que Icoulement de lair soit laminaire B Iinterieur du milieu o Re* est le nombre de Reynolds modifie; Y lair ; est la viscosite cinematique, en metres carres par seconde, de

14、 1) Actuellement au stade de projet. 1 IS0 4638-1984 (FI n est une valeur limite qui peut dpendre de la structure du pro- duit. En labsence de donnes prcises ce sujet, on peut se contenter doprer plusieurs vitesses dair faibles de lordre du centimetre par seconde, sur un mme type de matriau, de faco

15、n 8 vrifier que K ne varie pas, ou varie seulement dans de faibles pro- portions, avec u (voir 9.1). 4.2 La resistance spcifique au passage de lair, R, est une grandeur drive de la permabilit dun matriau, utilise surtout dans le domaine de lacoustique, et elle est donne a partir de la permabilit par

16、 Iquation rl K R =- Elle est exprime en pascals secondes par mtre carre (Pa as. m -2 ). 4.3 La resistance au passage de lair, R, est relative Ipaisseur 6 du matriau, homogne ou non (qui peut mme comporter une peau de surface ou un revtement plus ou moins poreux tel quune peinture, etc.). Si le matri

17、au est homogne, elle est lie la resistance spcifique par la relation R = 6.R, Dans tous les cas, R peut tre tir directement partir de la loi de Darcy, qui scrit alors 4v AP A Rs U=-=- La relation inverse R, = R/6 ne peut tre utilise pour calcu- ler R que si le matriau est homoghe. La rsistance au pa

18、ssage de lair est exprime en pascals secon- des par mtre (Pa.s.m-). 5 Appareillage Lappareillage comporte une cellule de mesure, dans laquelle Ieprouvette est introduite, les moyens necessaires pour y pro- duire un Bcoulement dair en rgime stationnaire, ainsi que les moyens de mesure du dbit-volume,

19、 de la chute de pression et de Ipaisseur de Iprouvette en place pour lessai. Le schema de principe dun appareillage adquat est donn titre dexemple la figure 2. Lappareillage doit comprendre les Blments suivants. 5.1 Cellule de mesure La cellule de mesure doit tre de forme soit cylindrique, soit para

20、lllpipdique. Un exemple de cellule de mesure de forme cylindrique est donne la figure 3. Si la forme est cylindrique, un diamtre intrieur compris entre 50 et 120 mm est adquat (section droite comprise entre 20 et 110 cm2). Si la forme est paralllpipdique, la section droite prfren- tielle est celle d

21、un carr dont le ct est compris entre 45 et 105 mm, ce qui correspond aux mmes limites de section droite que pour la forme cylindrique. La hauteur totale de la cellule de mesure doit tre au moins de 100 mm plus leve que Ipaisseur de Iprouvette. Pour les essais autres que le contrle de qualit, il conv

22、ient de prvoir une hauteur suffisante permettant des mesurages sur des prouvettes dpaisseurs diffrentes, au plus gales la moiti de la hauteur totale de la cellule de mesure. NOTE - Pour un certain nombre de produits alvolaires souples, lexprience a montr quil est ncessaire dutiliser des prouvettes d

23、e lordre de 100 mm dpaisseur et de prvoir en consquence une cellule de mesure suffisamment profonde. Lprouvette doit reposer lintrieur de la cellule de mesure sur une grille dispose 50 mm de la base de la cellule. Cette grille doit avoir un taux minimal de perforation de 70 %, rparti uni- formment.

24、Les capteurs pour les mesurages de pression et de dbit doi- vent tre tanches et disposs en dessous du niveau du support perfor. NOTE - Les calculs de 8.6 sont facilits si laire de Iprouvette est normalise ?I 25 ou 100 cm2 (56,5 ou 113 mm de diametre; carr de 50 ou 100 mm de ct). Alors U, en metres p

25、ar seconde, est gal 400 9v ou 100 9v selon que la petite ou la grande prouvette est utilise. Les calculs du chapitre 9 sont facilits si laire de Iprouvette est normali- se A 18,5 cm2 (48,5 mm de diametre ; carr de 45 mm de ct) et si Ipaisseur de Iprouvette est de 100 mm. Alors 9v AP K=- 5.2 Systeme

26、pour la realisation de Ibcoulement dair 5.2.1 Source II est recommand dutiliser des systmes dpression du type rservoir deau ou pompe vide. Eventuellement, des systmes de surpression (air comprim, etc.) peuvent tre utiliss. Quelle que soit la source, linstallation doit permettre un rglage fin du dbit

27、 et doit assurer la stabilit de Icoulement dans la partie infrieure de la cellule de mesure. 5.2.2 Caracteristiques de Iecoulernent La source doit permettre lobtention dun debit-volume qv gal UA mtres cubes par seconde. Laire choisie pour la cellule, A, doit tre dans les limites indi- ques en 5.1 et

28、 la source doit permettre lobtention de vitesses dcoulement dair allant jusqu 50 mm.s-. Par exemple, pour des prouvettes cylindriques de diamtre compris entre 50 et 120 mm et des vitesses de lordre de m-s- l, le dbit-volume de linstallation est approximati- vement compris entre 1 et 7 dm3.min-. La s

29、ource de lcoule- ment doit avoir une stabilit telle que le debit-volume instan- tan puisse tre apprci avec une prcision meilleure que k2,5 % et que la drive du dbit ne dpasse pas 1 % par minute. 2 IS0 4638-1984 (FI 5.3 Dispositif de mesure du debit-volume Le dispositif de mesure du dbit-volume doit

30、tre introduit entre la source et Iprouvette, le plus prs possible de Iprouvette. II doit en outre tre choisi de facon adapte aux valeurs de dbit- volume indiques en 5.2.2. Le dispositif utilis doit permettre la mesure du dbit avec une prcision de +2 % de la pleine chelle. Ce dispositif peut tre, par

31、 exemple, un ensemble de dbit- metres volumiques associs en parallle, dont lun deux peut tre choisi de faon 8 couvrir le domaine de mesure voulu. Le debitmetre utilis lors dun mesurage doit permettre deffec- tuer la lecture du dbit-volume B laide dune graduation se situant entre 20 et 100 % de la pl

32、eine chelle. Des debitmetres talonns ayant une chelle dau moins 250 mm sont recommands. 5.4 Appareil de mesure de la pression differentielle Lappareil utilis pour mesurer les pressions diffrentielles doit rendre la lecture dune pression diffrentielle aussi faible que 1 Pa. On peut utiliser soit des

33、manometres inclins 8 eau ou 8 alcool, soit tout autre dispositif permettant deffectuer des lec- tures avec une prcision de 0,5 Pa. 5.5 Dispositif de mesure de Ibpaisseur de Ibprouvette Pour des matriaux suffisamment denses pour avoir des surfa- ces bien dfinies et qui doivent tre mesurs non comprims

34、, Ipaisseur de Iprouvette en place dans le support doit tre mesure avec une prcision meilleure que 1 %. Un moyen ad- quat de raliser cela est dutiliser le dispositif de mesure dpais- seur reprsent B la figure 3. Ce dispositif est constitu dune plaque perfore ayant un taux minimal de perforation de 7

35、0 %, reparti uniformment, et pouvant tre amene progressivement au contact de Iprouvette. Cette plaque doit tre parallle B la plaque support. NOTE - Si lon souhaite realiser des mesurages sur des Bprouvettes partiellement comprimees ou sur celles ayant des faces mal definies, ce dispositif devra tre

36、utilise pour permettre de definir et de mesurer Ibpaisseur de Ibprouvette en position avec une precision meilleure que 1 %. 6 prouvettes 6.1 Forme dont les dimensions latrales soient lgrement suprieures 8 celles de la cellule de mesure, afin dliminer les fuites latrales le long des parois de la cell

37、ule. La tolrance sur le diamtre doit tre de k 1 mm. Si D, est le diamtre intrieur, en millimtres, de la cellule et D est le diamtre de dcoupe, en millimtres, de Iprouvette, on doit avoir la relation D = (D, + 2) 1 Par analogie, dans le cas dune prouvette parall6lpipdique 8 section carre dont le ct s

38、era L, en millimtres, aprs la dcoupe, le ct de la section droite de la cellule de mesure tant L , en millimtres, on devra avoir la relation L = (L, + 2) k 1 6.2.2 paisseur Lpaisseur de Iprouvette doit tre choisie de faon 8 obtenir des pertes de charge mesurables dans de bonnes conditions (voir 8.8)

39、et en fonction de la hauteur utile de la cellule de mesure (voir 5.1). Si les seules prouvettes disponibles ne sont pas assez paisses pour obtenir une perte de charge convenable, on pourra super- poser au plus cinq prouvettes choisies dans le mme prkve- ment. En gnral, des paisseurs comprises entre

40、50 et 100 mm sont suffisantes. 6.3 Preparation 6.3.1 Pour les essais destins 8 fournir des valeurs de perma- bilit ou de rsistance spcifique, commencer par liminer toute peau de surface ou toute asprit pouvant exister sur le produit (pour assurer B Iprouvette homognit et planit). Pour les autres ess

41、ais, prparer les Bprouvettes par dcoupe dans le pro- duit alvolaire tel quil se prsente pour lessai. 6.3.2 Pour la dcoupe des prouvettes, on doit utiliser les moyens ncessaires (par exemple scie B ruban avec plateau tournant, emporte-piece, etc.) pour assurer la prcision requise sur les dimensions l

42、atrales 16.2.1). Les faces soumises 8 Icoulement doivent tre paralleles B i 1 mm et ne doivent pas tre coupes au fil chaud. 6.3.3 Peser Iprouvette. Lprouvette peut tre soit cylindrique soit paralllpipdique, selon le type de cellule de mesure dont on dispose. 6.4 Nombre dbprouvettes 6.2 Dimensions 6.

43、2.1 Dimensions lat6rales Du fait de llasticit6 des materiaux auxquels cette methode dessai est destine, il est ncessaire davoir des Bprouvettes En cas de contrle de qualit, on doit se reporter aux spcifica- tions relatives au produit alvolaire considr. Si les essais sont destins B caracteriser la st

44、ructure dun produit alvolaire, on doit prlever au moins trois chantillons dans chacun desquels on doit dcouper quatre prouvettes. 3 IS0 438-1984 (FI 7 Conditions dessai Les essais doivent tre effectus dans les conditions spcifies dans IISO 471. Les matriaux ne doivent tre soumis lessai quaprbs stabi

45、li- sation de leurs proprits. Si la nature du polymbre demande un dcoupage au couteau humide, les prouvettes doivent tre sches avant le dbut de lessai. 8 Mode opratoire 8.1 chapitre 6, dans la cellule de mesure. Introduire Iprouvette, prpare comme dcrit dans le 8.2 Sassurer de la bonne tanchit sur l

46、es bords. 8.3 Amener le dispositif de mesure de Ipaisseur en contact avec la partie suprieure de Iprouvette, en comprimant Igere- ment celle-ci si ncessaire. 8.4 Noter Ipaisseur et utiliser cette mesure pour dterminer le volume libre ou comprim et dduire de cette valeur la masse volumique libre ou c

47、omprime de Iprouvette en position. 8.5 lentement Icoulement dair en ouvrant la vanne approprie. Toutes les vannes des manombtres tant fermes, tablir 8.6 Modifier progressivement Icoulement jusqu obtenir le dbit souhait au travers de Iprouvette, et calculer la vitesse daprs Iquation qv A U=- 8.7 Mesurer la chute de pression Ap correspondante. 8.8 Refaire le mesurage de Ap pour cinq valeurs de dbit dif- frentes, ces dbits tant tels que les conditions de laminarit