降解材料水蒸气透过率检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-25  

本检测详细阐述了降解材料水蒸气透过率检测的技术体系。文章系统性地介绍了该检测的核心项目、适用范围、主流测试方法及关键仪器设备,旨在为降解材料(如PLA、PBAT、淀粉基材料等)的阻湿性能评估、包装应用适配性研究及产品质量控制提供全面的技术参考与指导。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

水蒸气透过率:在单位压差下,单位时间内透过单位面积试样的水蒸气质量,是评价材料阻湿性能的核心指标。

水蒸气透过系数:在稳定传质条件下,单位压差下单位时间内透过单位厚度、单位面积试样的水蒸气质量,用于比较不同厚度材料的本质阻隔性。

透湿杯增量法测试:通过测量在特定温湿度条件下,透湿杯因水蒸气透过试样而增加的质量来计算透过率。

红外传感器法测试:利用红外传感器精确检测透过的水蒸气浓度变化,计算得到水蒸气透过率,测试速度快、精度高。

电解传感器法测试:通过电解池将透过的水蒸气电解,测量电解电流来计算水蒸气透过量,适用于极低透过率的材料。

湿度传感器法测试:使用高精度湿度传感器直接测量测试腔内的湿度变化,从而计算出水蒸气透过率。

温度依赖性测试:考察材料在不同温度条件下水蒸气透过率的变化规律,评估其在实际应用环境中的稳定性。

湿度依赖性测试:考察材料在不同相对湿度梯度下水蒸气透过率的变化,研究湿度对材料阻隔性能的影响。

材料厚度影响分析:系统测试不同厚度样品的水蒸气透过率,分析厚度与阻隔性能的关系,验证透过系数的一致性。

降解前后性能对比:对比材料在模拟降解或实际降解处理前后水蒸气透过率的变化,评估降解过程对材料阻湿性能的影响。

检测范围

聚乳酸(PLA)薄膜/片材:生物基可降解塑料,常用于食品包装、餐具等,其阻湿性能直接影响内容物的保质期。

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)薄膜:可降解的脂肪-芳香族共聚酯,常与PLA共混,用于地膜、包装袋,需检测其透湿性

淀粉基降解材料:以淀粉为主要成分的复合材料,亲水性强,水蒸气透过率通常较高,是检测的重点对象。

聚羟基脂肪酸酯(PHA)类材料:微生物合成的全生物基降解聚酯,其阻隔性能因种类和组成而异,需精确测定。

纤维素基可降解薄膜:由纤维素或其衍生物制成的环保材料,透湿性是其作为包装材料的关键性能参数。

可降解共混/复合材料:多种可降解聚合物共混或与无机填料复合制成的材料,检测其透湿性以优化配方和结构。

全生物降解购物袋/包装袋:符合国家标准的终端制品,必须对其水蒸气透过率进行检测以满足使用要求。

可降解地膜:用于农业覆盖,其透湿性影响土壤保墒和微环境,是重要的农艺性能指标。

可降解餐具与容器:用于盛放食品和饮料,需要一定的防潮性能以保护内容物并维持自身强度。

水溶性降解薄膜:如PVA薄膜,其透湿性极强或具有特定湿度响应性,需采用特殊方法进行准确表征。

检测方法

杯式法(重量法):将试样密封在装有干燥剂或水的透湿杯上,置于恒温恒湿环境中,定期称量杯子的质量变化来计算WVTR。

红外检定法(IR传感器法):试样将测试腔分隔为干腔和湿腔,利用红外传感器检测水蒸气透过试样后引起的干腔湿度变化。

电解法(P₂O₅电解传感器法):透过的水蒸气被干燥载气带入电解池,被五氧化二磷膜层吸收并电解,通过法拉第定律计算透湿量。

湿度传感器法:在测试腔两侧建立稳定的湿度差,通过高精度湿度传感器直接、连续测量低湿侧湿度的上升速率。

动态相对湿度法:在试样一侧周期性地改变湿度,通过分析另一侧湿度的响应曲线来计算水蒸气扩散系数和溶解度系数。

压力法:测量水蒸气透过试样时产生的压力变化来推算透过率,适用于一些特殊形态的样品。

气相色谱法:使用气相色谱仪分离和检测透过试样收集到的水蒸气,是一种高灵敏度的实验室分析方法。

标准测试环境设定(23℃, 90%RH/50%RH):最常用的测试条件,模拟常温高湿或常湿环境,用于材料性能的横向对比。

高温高湿加速测试条件:如38℃, 90%RH等条件,用于加速测试,快速评估材料在严苛环境下的阻隔性能变化趋势。

多温度/多湿度梯度测试法:在多个温湿度点进行测试,建立材料透湿性与环境温湿度的关系模型,全面评估其适用性。

检测仪器设备

重量法水蒸气透过率测试仪(杯式法):核心是恒温恒湿箱和精密天平,通过自动称量多个透湿杯的质量变化来测定WVTR。

红外法水蒸气透过率测试仪:配备红外传感器、精密温湿度控制系统和高精度气流控制单元,测试速度快、结果准确。

电解法水蒸气透过率测试仪:核心是电解传感器和载气系统,特别适合测试超高阻隔性材料(极低透湿率)的降解塑料。

湿度传感器法透湿仪:采用电容式或电阻式高分子薄膜湿度传感器,直接测量浓度梯度,响应迅速。

恒温恒湿试验箱:为杯式法或其他需要稳定环境的测试方法提供精确、均匀的温湿度条件。

高精度分析天平:感量达到0.1mg或更高,用于重量法测试中透湿杯质量的精确称量。

试样夹持与密封装置:用于将薄膜或片材样品紧密、无泄漏地固定在测试腔或透湿杯上,确保测试区域准确。

标准透湿杯:由惰性金属(如铝)制成,用于盛放干燥剂(如无水氯化钙)或蒸馏水,是杯式法的核心耗材。

气体流量计与控制单元:用于红外法、电解法等需要载气的仪器中,精确控制吹扫气体的流速和稳定性。

数据采集与处理系统:集成于仪器中的软硬件系统,用于实时采集传感器信号、计算最终结果并生成测试报告。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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