ASTM E96/E96M-22a Standardprüfverfahren zur gravimetrischen Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Materialien

Der von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Standard „ASTM E96/E96M-22a Standard test methods for gravimetric determination of water vapor transmission rate of materials“ beschreibt Testmethoden zur Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Materialien wie Papier, Kunststofffolien, anderen Plattenmaterialien, Beschichtungen, Schäumen, Spanplatten, Gips- und Stuckprodukten, Holzprodukten und Kunststoffen. Die beiden grundlegenden Methoden zur Messung der Wasserdampfdurchlässigkeit sind: die Trockenmittelmethode und die Wassermethode. Bei diesen Tests werden die gewünschten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen gleichzeitig mit dem Durchströmen der Probe durch Dampf verwendet. Die verwendeten Testbedingungen liegen im Ermessen des Benutzers, werden jedoch in jedem Fall mit den Ergebnissen angegeben.

Für die Zwecke dieser Norm gelten zusätzlich zu den in ASTM C168 angegebenen Begriffen und Definitionen die folgenden Definitionen:

• Die Wasserdampfdurchlässigkeit drückt die zeitliche Geschwindigkeit der Wasserdampfdurchlässigkeit durch eine Flächeneinheit eines flachen Materials mit einer Dicke von einer Einheit aus, die sich aus der Dampfdruckdifferenz zwischen zwei bestimmten Oberflächen unter bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen ergibt. Durchlässigkeit ist eine Eigenschaft eines Materials, aber die Durchlässigkeit eines Objekts, das sich wie ein Material verhält, kann genutzt werden. Die Durchlässigkeit ist das arithmetische Produkt aus Durchlässigkeit und Dicke.
• Die Wasserdampfpersistenz drückt die zeitliche Geschwindigkeit der Wasserdampfdurchlässigkeit durch eine Flächeneinheit eines flachen Materials oder einer Struktur aus, die sich aus einer Dampfdruckdifferenz zwischen zwei bestimmten Oberflächen unter bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen ergibt. Bei der Beständigkeit handelt es sich um eine Leistungsbewertung und nicht um eine Eigenschaft eines Materials.
• Die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate ist der konstante Fluss von Wasserdampf pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit eines Objekts, senkrecht zu bestimmten parallelen Oberflächen, unter bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen an jeder Oberfläche.

Bei der Trockenmittelmethode wird die Testprobe in die offene Öffnung des letzten Behälters mit dem Trockenmittel gelegt und die Anordnung in eine kontrollierte Atmosphäre gebracht. Durch regelmäßiges Wiegen wird die Geschwindigkeit der Wasserdampfbewegung von der Probe zum Trockenmittel bestimmt.

Bei der Wassermethode enthält das Gefäß destilliertes Wasser und es werden Gewichte verwendet, um die Geschwindigkeit der Dampfbewegung vom Probenwasser in die kontrollierte Atmosphäre zu bestimmen.

Bei einer gemeinsamen kontrollierten Atmosphäre ist der Dampfdruckunterschied bei beiden Methoden nominell der gleiche, bei der Wassermethode wird die Probe jedoch einer höheren Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, was möglicherweise die Wasserdampfdurchlässigkeit durch das Material beeinträchtigt. Kontrollierte Lufttemperatur- und Feuchtigkeitsniveaus werden vom Benutzer ausgewählt.

Der Zweck dieser Tests besteht darin, mit einem einfachen Gerät zuverlässige Werte für die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate durch Materialien in geeigneten Einheiten zu erhalten. Der mit einer Methode unter bestimmten Testbedingungen ermittelte Wert für die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate ist nicht unbedingt ein Indikator für den Wert, der mit einer anderen Methode unter anderen Bedingungen erzielt würde. Die Diskussion über die Bestimmung der Abhängigkeit der Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von unterschiedlicher relativer Luftfeuchtigkeit ist im Anhang der Norm (Anhang X3) (bei einer gegebenen Temperatur) enthalten. Häufig verwendete Prüfbedingungen sind in Anhang X1 aufgeführt. Es ist jedoch zulässig, andere als die aufgeführten Prüfbedingungen auszuwählen, die den Belastungsbedingungen des Materials bei der tatsächlichen Verwendung nahe kommen. Wenn Tests zu Klassifizierungs- oder Konformitätszwecken durchgeführt werden, werden die Umgebungsbedingungen normalerweise in den Standardspezifikationen der Produkte definiert.

Bei der Durchführung von Tests muss die Materialprobe gemäß den für das zu testende Material oder Produkt geltenden Standardprobenentnahmemethoden entnommen werden. Bei homogenen Materialien sollte die Probe eine gleichmäßige Dicke aufweisen. Wenn die gegenüberliegenden Seiten eines Produkts unterschiedlich sind, müssen die beiden Seiten durch eine eindeutige Kennzeichnung gekennzeichnet sein.

Die Testproben sollten repräsentativ für das zu testende Material sein. Wenn ein Produkt nur für die Verwendung an einem Ort konzipiert ist, sollten drei Proben mit derselben Methode und dem Dampfstrom in der angegebenen Richtung getestet werden. Wenn die Oberflächen eines Produkts nicht zu unterscheiden sind, sollten drei Proben mit derselben Methode getestet werden. Wenn ein Produkt unterschiedliche Oberflächen hat und der Standort der Dampfquelle unabhängig von der Installation ist, sollten sechs Proben mit derselben Methode getestet werden, drei mit Dampfstrom in jede Richtung, und als solche gemeldet werden. Für beide Orientierungen ist eine Blindprobe erforderlich.

Materialien mit homogener Zusammensetzung und physikalischer Struktur sollten in jeder Dicke auf ihre Wasserdampfdurchlässigkeit geprüft werden. Bei der Bestimmung der Durchlässigkeit sollte die Probe mindestens 12,5 mm dick sein.

Eine Platte aus einem einzigen Material, dessen physikalische Struktur von Schicht zu Schicht unterschiedlich ist, wie etwa Naturschaumstoff, Kunststoff oder Gummi, sollte in ihrer Betriebsdicke getestet werden.

Wenn ein Material eine löchrige oder strukturierte Oberfläche hat, muss die gesamte geprüfte Dicke, sofern sie geringer ist als die Betriebsdicke, mindestens das Fünffache der Summe der maximalen Lochtiefen auf jeder Seite betragen.

Beim Testen von Fugen, die mit druckempfindlichem Klebstoff abgedichtet sind, der in Dampfbremssystemen verwendet wird, werden die Proben gemäß ASTM C1809 vorbereitet.

Für alle Tests ist eine zusätzliche Blindprobe erforderlich, die wie die anderen getestet wird, mit der Ausnahme, dass kein Trockenmittel oder Wasser in den Behälter gegeben wird. Wird diese Blindprobe nicht zur Ermittlung veränderter Behältergewichte herangezogen, kann sich der Zeitaufwand für die Durchführung der Prüfung erheblich erhöhen. Die Zeit, die benötigt wird, bis die Wasserdampfdurchlässigkeit ein Gleichgewicht erreicht, steigt mit dem Quadrat der Dicke. Bei manchen dicken, besonders hygroskopischen Materialien kann es bis zu 60 Tage dauern, bis der Gleichgewichtszustand erreicht ist.

Die Blindprobe dient dazu, die Auswirkungen von Luftdruckänderungen zu eliminieren und macht Auftriebskorrekturen, Feuchtigkeitsänderungen hygroskopischer Materialien und Massenänderungen ungehärteter Proben überflüssig. Dies ermöglicht einfachere, genauere Berechnungen und verkürzt die Zeit zur Bestimmung der stationären Massenänderung.

Unsere Organisation, die seit Jahren versucht, Unternehmen aus allen Branchen mit einer breiten Palette von Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien zu unterstützen, verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen in der Welt der Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. In diesem Zusammenhang werden für Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ASTM E96/E96M-22a Standardprüfverfahren zur gravimetrischen Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von Materialien“ angeboten.