ASTM D1434-23 測定塑膠薄膜和薄片氣體滲透性的標準測試方法

美國材料與試驗協會 (ASTM) 制定的標準「ASTM D1434-23 測定塑膠薄膜和薄片氣體滲透性的標準測試方法」描述了一種用於測定氣體通過薄膜、薄片、層壓板和塗塑紙或織物等塑膠的穩態傳輸速率的壓力計方法。此測試方法可以確定：

• 氣體傳輸率
• 滲透性
• 均質材質的滲透性

就本標準而言，適用以下術語和定義：

• 氣體透過率是指在測試條件下，單位時間內透過塑膠薄膜平行表面的特定氣體的量。應指定測試條件，包括薄膜兩側的氣體溫度和分壓。還應注意影響氣體運輸的其他因素，例如相對濕度和靜水壓力。
• 電導率是氣體透過率與薄膜兩側氣體分壓差之比。
• 介電常數是電導率和薄膜厚度的乘積。滲透性僅對均質材料有意義，它是塊體材料的特性。除非已經使用幾種不同厚度的材料驗證了滲透性的恆定性，否則不應使用該量。
• 穩定狀態是指薄膜中吸收的氣體量與通過薄膜的氣體流量達到平衡的情況。

測試時，將樣品安裝在氣體透射室中，在兩個腔室之間形成封閉的半屏障。一個腔室含有一定高壓的測試氣體，另一個腔室則接收較低壓力的滲透氣體。低壓室最初被抽空。抽真空後，低壓室中可以累積滲透測試氣體。透過監測壓力隨時間增加的斜率來確定氣體通過測試樣品的傳輸。

這些測量對單一純氣體通過薄膜和薄片的氣體傳導進行了半定量估計。測量值與任何特定用途（例如包裝內容保護）的相關性必須透過經驗確定。氣體透過率受到這些測試中未具體提及的條件的影響，例如水分含量、增塑劑含量和不均勻性。這些測試不包括任何可能包含在包裝應用中的密封測試規定。測試使用濕度變化為 0% 的氣體進行。

為了減少材料脫氣問題（例如吸收的水蒸氣或溶劑），所有測試樣品均需根據 ASTM D618-21 的要求，在 48 度±23 度的乾燥器中進行調節，對於需要進行調節的測試，至少在測試前 2 小時，使用氯化鈣或其他合適的乾燥劑進行調節。

如果報告中描述了這些條件，則可以使用調節樣品的替代方法。例如，另一種調節方法是將樣品放入清潔箱中以去除吸收的水分或溶劑。

對於環境測試，電池的溫度應控制在 23 度±2 度。對於能夠控制電池溫度的設備，應使用正負 1 度的公差。

所描述的測試方法和對要測試的一批材料進行取樣所使用的技術應取決於所尋求的資訊類型。應注意確保樣品能夠代表薄膜捲寬度和長度的條件。 《ASTM D1898-68（1989）塑膠取樣標準規範》規定，在對大量材料進行取樣時，應測試足夠數量的樣品，以確保資訊能夠代表該批次或其他被測試的批次大小。

進行試驗時，將適當體積的填充物放入低壓腔內。低壓室內放置一張濾紙。在與樣品接觸的低壓室密封面上塗有一層薄而均勻的真空脂。應避免使用過多的油脂，因為它可能會滲到濾紙上並降低透射率暴露面積。

將調節好的樣品放入低壓室並檢查是否有皺紋或鬆散。樣品起皺會導致腔室洩漏，而安裝鬆散的樣品將具有更大的表面積。這兩種情況都可能導致錯誤的測試結果。

將高壓室中的 O 型環和密封面輕輕塗抹油脂，然後小心地放置在樣品上，並以均勻的壓力固定到位，以確保真空密封。

啟動真空泵，將低壓室系統內的空氣抽空，再將高壓室抽空。當排氣壓力達到26Pa以下時，關閉相關閥門，停止真空幫浦。抽空系統所需的時間取決於系統容量和樣品氣體的釋放量。

如果低壓室中的壓力立即上升，這可能表示有洩漏或大量樣本氣體已被排出，則必須重複樣本組裝或初始抽空，或兩者兼而有之。

測試氣體被引入高壓室。當壓力達到所需的測試壓力水平時，氣體供應就會關閉。記錄高壓值。當測試氣體被添加時，低壓側壓力的增加證實氣體已通過樣品。

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