GB T 21332-2008 硬质泡沫塑料 水蒸气透过性能的测定.pdf

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1、ICS 83100G 32 雪中华人民共和国国家标准GBT 2 1 332-2008IS0 1 663：1 999硬质泡沫塑料水蒸气透过性能的测定Rigid cellular plastics-Determination of water vapour transmission properties2008-0 1-04发布(IS0 1663：1999，IDT)200809-0 1实施宰瞀髁鬻瓣警矬瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会厘111刖 昌GBT 21332-2008IS0 1663：1999本标准等同采用国际标准ISO 1663：1999硬质泡沫塑料水蒸气透过性能的测定，技术内容上完全等

2、同Is0 1663：1999，仅有少量编辑性修改。本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国塑料制品标准化技术委员会归口。本标准起草单位：北京工商大学、山东省塑料工业检测中心、山东省产品质量监督检验研究院、国家轻工业塑料产品质量监督检测武汉站。本标准主要起草人：李莉、王立、萧扬眉、刘路兴、陈倩、周彩芬、赵冬。GBT 21332-2008IS0 1663：1999硬质泡沫塑料水蒸气透过性能的测定1范围本标准规定了硬质泡沫塑料的水蒸气透过量、水蒸气透过率、水蒸气透过系数和水蒸气扩散阻力指数的测定方法。本标准适用于厚度为10 mm以上的硬质泡沫塑料。可

3、以是完整材料，也可以是自结层或粘附表层材料的泡沫材料。本标准规定三种不同的温度和湿度条件：a)38。C，湿度梯度为088；b)23，湿度梯度为oH85；c)23，湿度梯度为050。通过此方法获取的结果可用于产品设计、生产控制以及产品规范。本方法适用于水蒸气透过量在3 mg(m2s)200 rag(m2s)范围内的材料。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 2

4、918-1998塑料试样状态调节和试验的标准环境(idt ISO 291：1997)GBT 6342-1996泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定(idt ISO 1923：1981)Is0 483：2005塑料水溶液水密封容器中恒定相对湿度值方法3术语与定义下列术语和定义适用于本标准。31水蒸气透过量water vapour transmission rate在规定的温度、湿度和厚度条件下，单位时间内通过单位面积试样的水蒸气的质量。用微克每平方米秒pg(m2s)表示。注：所测得的水蒸气透过量结果是该厚度下的试样所特有的。32水蒸气透过率water vaponr permeance在试验过程中，试样水

5、蒸气传播速度与在试验过程中试样上下表面间蒸气压差的比值。用纳克每平方米秒帕斯卡ng(m2sPa)表示。注：所测得的水蒸气透过率结果是该厚度下的试样所特有的。33水蒸气阻力water vapour resistance水蒸气透过率的倒数。34水蒸气透过系数water vapour permeability水蒸气透过率和厚度的乘积。1GBT 21332-2008IS0 1663：1999它表明在单位时间、单位蒸气压差、单位厚度下，水蒸气透过一定面积试样的质量。用纳克每米秒帕斯卡Eng(msPa)表示。注：对于均一材料，水蒸气透过系数的值可以反映出材料的特性。35水蒸气扩散阻力指数 water va

6、pour diffusion resistance index空气中的水蒸气透过系数与材料的水蒸气透过系数的比值。它表明在同一温度下，材料的水蒸气透过与相同厚度下静态空气的水蒸气透过的对比情况。无单位。注：对于均一材料来讲，水蒸气扩散阻力指数的值可以反映出材料的特性。4原理将试样密封在装有干燥剂，上端开口的试验器皿上，然后将整个试验装置放人温度、湿度可控制的环境中，定期进行称量，以此测定水蒸气透过试样进入干燥剂中的量。5器具和材料51薄壁圆形开口容器该容器由不透水气的材料制成，如玻璃或金属，内径至少为65 mm，顶都能用密封蜡轻轻封住。见附录A中的典型透湿杯和53中透湿杯中所需要的限位器。52

7、量具线性尺寸的测定应符合GBT 6342-1996的规定。53 圆形限位器(边缘呈圆锥状，便于使用后移走)该限位器应使试样暴露面积的偏差不超过01 cm2，并使试样表面至少90暴露在外，从而减少因非线性密封而引起的边缘影响。54罐或器皿用来熔融密封蜡(见58)。55分析天平用来称量透湿杯，可精确到01 mg。56恒温恒湿箱应满足相对湿度保持在2，温度保持在土1的范围要求，且能保证在整个试验期间对温湿度进行连续控制(见图1)。也可以在满足上述温度、湿度要求的恒温恒湿室进行调节控制。精确称量时，应关闭空气循环。57下列溶液可用于制作非喷射型湿度箱571 用于38C，相对湿度梯度为088的试验：含有

8、大量未溶解的硝酸钾过饱和溶液。572用于23，相对湿度梯度为085的试验：含有大量未溶解的氯化物过饱和溶液。注1：用于23，相对湿度梯度为o50的试验，没有合适的盐溶液能满足81所需要的允差。注2：对于尚没有合适湿度箱的实验室，下面的溶液可任选其一，虽然使用者知道这并不符合国际标准的要求。a)在23，含有大量未溶解的硝酸镁溶液；b)在23，含有大量未溶解的重铬酸钠溶液。更多的恒湿溶液详见ISO 483：2005。58密封蜡下面是适宜的密封蜡，它们不受试验条件的影响。581 90的微晶蜡和10的增塑剂(如低分子量聚异丁烯)。582 60的微晶蜡和40的精炼透明石蜡。2GBT 21332-2008

9、ISO 1663：1999卅芒 恒温恒翟箱门 扩杯柏h。，I莨誊l_ 誓誓图1 一种恒温恒湿装置示意图59干燥剂无水氯化钙粒径约5 mm，不含有小于600“m的粉料。510限位环用于薄的试样(见图A1)。6样品样品应是具有代表性的材料。可带自结皮或带有构成材料一部分粘附层的材料。一些有表皮的泡沫材料，其表皮密度和芯层密度有着较大的不同。如测量材料的水蒸气透过系数，应将样品的自结皮或粘附层去除。7试样71尺寸711形状和密封试样应为圆形，将试样按照图A1所示的透湿杯的大小切成合适的尺寸。712厚度试样厚度应至少为10 mm，如果试样厚度小于10 mm，应采用原厚度进行试验。优先采用的试样厚度为2

10、5 mm。713表面积试样的直径应小于其厚度的4倍，最小表面积为50 cm2。72数量至少5个试样。当样品可能具有各向异性时，切完后试样的平行面应与实际使用时水蒸气通过制品的方向相垂直。当试样表面带有自然表皮或两侧粘附不同材料皮层时，试样的试验方向应与实际使用时水蒸气的流向3GBT 21332-2008IS0 1663：1999相同。如果不知道实际使用时的气流方向，应双倍取样，以获取不同方向上水蒸气透过的结果。73状态调节试验前，试样应按照GBT 2918 1998中所规定的试验条件进行调节。8步骤81 选择下列三种试验环境之一进行试验：a) (381)，相对湿度梯度为0(88土2)；b)(2

11、3士1)，相对湿度梯度为0(852)；c)(231)，相对湿度梯度为0(502)。注：由于使用干燥剂，相对湿度为o的条件无偏差。从一种试验条件下获取的结果与另外一种条件下获取的结果会有所不同，应选择最接近实际使用时的条件进行试验。82恒温恒湿装置内的环境应连续监测，其所处的环境温度变化应在士2之间。83从图A1中选择一种透湿杯。84准备圆形试样，使其与所选择的透湿杯相适宜。85按照GBT 6342的规定，测量试样每个象限内的厚度并精确到01 mm或5，计算每个试样厚度的平均值。86在每个透湿杯的底部放置深度为(205)mm的于燥剂(59)。在器皿中加热密封蜡直至熔化，然后按照附录A进行操作。试

12、样和干燥剂之间的间距应为(15士5)ram，暴露的试验面积应至少为试样面积的90。见图2给出的一种透湿杯。1试样直径d；2暴露面积的直径应大于o9d；3试样厚度应大于10 mm；4空气间距为(15土5)ram；5干燥剂深(20d=5)mm；6密封蜡。图2典型的透湿杯87测定水蒸气扩散阻力指数时，应每天测量大气压力并记录。88将透湿杯置于所选择的环境中经24 h小时状态调节后称量，精确到100 Hg。89每隔24 h，称量每个透湿杯，如果将透湿杯从试验环境中取出，应在较短的时间内将其放回原处。810连续称量，直到单位时间内所获取的5个有效质量变化值恒定，且在平均值的2范围以内为止(见91)。可以

13、绘出质量与时间的曲线图，以显示变化率达到恒定的位置。49结果表示GBT 21332-2008150 1663：199991 质量变化恒定速率的计算砒一mz是透湿杯任意两次有效称量的质量差，单位为微克(pg)，t一tz是透湿杯两次有效称量的时间差，单位为小时(h)。Gz一车等式中：G，。单位时问内两次有效称量质量的变化，单位为微克每小时(gh)。5个G1z的平均值为G，用微克每小时(pgh)表示。当得到的G1。值均在0980G1020G范围内时，试验终止。92水蒸气透过的计算水蒸气透过量g用式(2)计算，单位为微克每平方米秒g(m2s)。g一署X等 “2)g一万丽 一L 2式中：A试样暴露在湿度

14、侧的面积，单位为平方厘米(cm2)。93水蒸气透过率的计算水蒸气透过率w。用式(3)计算，单位为纳克每平方米秒帕斯卡Eng(m2SPa)。阢一嘉等 (3)式中：P不同的水蒸气压力，单位为帕斯卡(Pa)，可以选择下列相应的值：a)5 860 Pa，在38C，相对湿度088；b)2 390 Pa，在23，相对湿度O85；c)1 400 Pa，在23。C，相对湿度o50。94水蒸气透过系数的计算水蒸气透过系数8用式(4)计算，单位为纳克每米秒帕斯卡Eng(msPa)。d一可WpX s (4)式中：s试样厚度，单位为毫米(ram)。95水蒸气扩散阻力指数的计算在两次称量时间间隔内计算每天的平均大气压，

15、并用这些值在表1中查找所对应的耳值。表1 用于计算水蒸气扩散阻力指数的面值的确定试验条件大气压kPa H温度 相对湿度90 26795 25323 050 100 240105 229110 218GBT 21332-2008IS0 1663：1999表1(续)试验条件大气压kPa H温度 相对湿度90 45395 43023 085 100 408105 389110 37190 115895 109738 090 100 1043105 993110 948用式(5)计算水蒸气扩散阻力指数口：一一s，t熹式中：s试样厚度，单位为毫米(mm)；g水蒸气透过量(见92)；再在特定的试验条件和大

16、气压力下，耳值表示为F24 000乱(p。一声：)(见附录B)，这个值可以从表1中查到。10精度因未得到试验室间的数据，所以此方法的精度不详。11试验报告试验报告应包括下列内容：a)本标准编号；b)试验材料的说明，包括厚度以及有无表皮；c) 用于测试的温度和相对湿度梯度；d)使用的试验装置；e)使用的试验条件以及如何达到该条件；f)水蒸气传播性能的计算(透过量、透过率、透过系数和或水蒸气扩散阻力指数)(如果适宜的话，应报告所有的性能)，若试样的两表面不同，还应包括水蒸气相对试样表面的流向；g)每个试验结果的单值；h)试验结果的算术平均值；i)任何与本标准的差异，以及任何可能影响结果的因素；j)

17、试验日期。附录A(规范性附录)透湿杯的准备GBT 21332-2008IS0 1663：1999A1方法A这种方法描述了图A1中A型透湿杯的准备。在容器上端的底部倒一层薄薄的液体密封蜡，并在这个位置密封试样。将试样置于容器的中部，再将限位器放在试样的中心位置，等试样放好后，用液体密封蜡填充在限位器和容器壁之间的空隙中，容器的边缘应填充密实，不应有气泡，密封蜡应均匀地与样品的边缘接触，当密封蜡冷却至室温时，小心地将限位器移开。在移走限位器之前的透湿杯如图A1中的A所示。A2方法B这种方法描述了图A1中B型透湿杯的准备。将试样边缘切成锥形，让试样面积大的一面与容器相配合。给容器放置试样处的外壁加热

18、，以达到密封蜡变软的温度，用热蜡均匀地将试样的边缘充分包裹，容器内放试样的地方亦可以用一层薄薄的液体密封蜡覆盖，迅速将试样放到容器的上端，试样中间放限位器，等试样支撑好后，快速轻轻地将试样推至合适的水平位置，在容器和限位器之间的空隙中填充液体密封蜡，让密封蜡均匀地接触样品和容器的边缘，等密封蜡冷却至室温时，小心地移走限位器。在移走限位器之前的透湿杯如图A1中的B所示。A3方法C这种方法描述了图A1中c型透湿杯的准备。在容器放置试样的边缘处加热使其达到密封蜡软化的温度，并在此位置均匀地涂上一层液体密封蜡用来放置试样。当密封蜡还热的时候，在连接口的周围用粘合剂完全粘合好，再用密封蜡均匀地粘附在上面

19、，不应有空气通过。在连接试样和容器的密封条以及连接点上要用足够的密封蜡包裹，以确保样品的边缘、连接条与试样和容器的两个连接点处密封。让密封蜡冷却至室温。A4方法D这种方法描述了图A1中的D型透湿杯的准备，它适合薄的试样。将薄薄的一层液体密封蜡涂抹在容器上端圆形口的内底部，并在此位置密封试样，当密封蜡还软的时候，将试样放在容器的中央位置，再将限位环放在试样的中间，将试样固定好。限位环的内径应和容器的内径一致，在限位环和容器之间的空隙中填充液体密封蜡，以便阻隔空气，将容器的边缘清理好，等密封蜡冷却至室温后，移走限位环开始试验。GBT 21332-2008150 1663：199981干燥剂2试样；

20、3密封层4密封条5限位器6限位环234153 冲嘲I璁曹图A1允许使用的透湿杯GBT 21332-2008ISO 1663：1999附录B(资料性附录)水蒸气扩散阻力指数公式的推导B1原理等效大气层厚度S。表示水蒸气透过多厚的静止大气层和透过厚度为s的试样所遇到的扩散阻力是相同的。单位为毫米(mm)，并用式(B1)计算： Sd一“Xs (B1)式中：口水蒸气扩散阻力指数。用式(B2)计算等效大气层厚度s。：Sa一乳XA垒鱼一S。(B2)式中：乩空气中的水蒸气透过系数，单位为千克每米小时帕斯卡Ekg(mhPa)A试样的试验面积，单位为平方米(m2)；P。，户z试样两表面的水蒸气压力，单位为帕斯卡

21、(Pa)；卜 水蒸气扩散速度，单位为千克每小时(kgh)；st试验容器内试样下方空气层的平均厚度，单位为米(m)。对于均一物质，用式(B3)计算水蒸气扩散阻力指数：产一(乱xAx址产一s。)对于试样，如等效大气层厚度大于10 m时，S。可以忽略不计。在测试过程中，空气中的水蒸气透过系数赴取决于大气压力和温度，根据图B1，可用式(B4)计算：泸赤一器警(豪)“趴，式中：D水蒸气扩散系数，单位为平方米每小时(m2h)；Ro水蒸气气体常数E462 J(kgK)；T箱内环境温度，单位为开尔文(K)；声箱内平均大气压力，单位为千帕斯卡(kPa)；籼标准条件下的大气压力(101325 kPa)。如果得出的

22、Sa大于1 500 m，那么在厚度试验中这种材料可被描述为“真正不透水材料”。GBT 21332-2008ISO 1663：1999釜8303 810790*蟊770旷鬈750舞辜一制650630、 880 900 920 940 960 980 1 0001 0201 0401 060 1 080 1100大气压力kPa图B1 空气中的水蒸气透过系数和大气压力的函数关系图B2简化计算方法可以用式(R 5)式(B7)测定水蒸气透过系数d和水蒸气透过量g： g一兰宁(B5)一云=i“百一 一L廿。式中：mzm，两次称量的质量差，单位为克(g)；fz-t。两次称量的时间间隔，单位为小时(h)；A试样的试验面积，单位为平方米(m2)。因为专三孚51 000XI，式(R 3)和式(B5)合并后可得出：一一吉弘型掣如果S。可以忽略不计，可以得出下列简化式子： 产一乱坐掣s。j_(B-6)通过式(B7)可方便地计算出水蒸气扩散阻力指数，分子上的数值24 000乱(A-pz)可用符号曰表示，在表1中给出了每种情况下5种不同空气压力所对应的全部试验条件。本标准的92给出了水蒸气透过量g，单位为微克每平方米秒It,g(m2s)，而式(B5)也给出了g的单位g(m2d)，它们之间的差别用式(B7)分子上的符号耳来校正。 P一燕X焘一s，t泰P一丽五孺一“。“西孺