[科普中国]-水蒸气透过率

水蒸气透过率实际上包含了水蒸气透过量和水蒸气透过系数两个含义，这两个含义所表达的意思也有一定的区别，但都可以用来表示水蒸气透过某种材料的能力。水蒸气透过量表示在一定的时间，一定的温度和湿度条件下，水蒸气透过材料的重量。水蒸气透过率则是通过系数换算的水蒸气透过量的标准值，并对应标准单位，用于不同测试结果之间的比较。

简介水蒸气透过量和水蒸气透过系数按照GB/T 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法---杯式法》（对应美国试验与协会标准ASTM E96-1980）进行测定。

1.透湿杯及定位装置: 透湿杯由质轻、耐腐蚀、不透水、不透气的材料制成，

有效测定面积至少为25㎝,见图1，

2 .原理及定义

原理: 在规定的温度、相对湿度条件下，试样两侧保持一定的水蒸气压差，测量透过试样的水蒸气量，计算水蒸气透过量和水蒸气透过系数。

水蒸气透过量：在规定的温度、相对湿度，一定的水蒸气压差和一定厚度的条件下，1㎡的试样在24 h 内透过的水蒸气量。

水蒸气透过系数：在规定的温度、相对湿度环境中，单位时间内，单位水蒸气压差下，透过单位厚度，单位面积试样的水蒸气量。

3. 测试条件

温度: 38+0.6℃，相对湿度90+2%。

4.水蒸气在聚合物中的透过机理

水蒸气是极性分子，分子性质的不同直接影响到具体的渗透过程以及渗透量。氢键是聚合物材料中的主要分子间作用力，由于水蒸气分子和极性聚合物基团之间可以形成氢键，因而水蒸气分子在聚合物表面的溶解度系数以及在聚合物中的扩散系数都受到水蒸气与聚合物间相互作用的影响。因此聚合物的极性是引起水蒸气分子与聚合物基团之间出现强烈相互作用的主要原因，含有极性基团如-COO-、-CO-NH-和-OH等比较多的高分子材料吸水性也强。另一方面，水蒸气对聚合物薄膜的吸附和溶胀作用将明显增加所有气体对薄膜的透过性，若环境中的水分扩散进入材料中，相当于向材料中加入了一定量的增塑剂，不仅会使聚合物材料中自由体积增加，也使高分子的一些运动单元的重排运动易于进行，提供使渗透分子扩散通过的瞬时缝隙的机会增多，使水蒸气的渗透系数增大。聚合物的凝聚能也就是表示聚合物链间的作用力如果比较强的话，水蒸气分子挤入聚合物链间的可能性就减小，透湿性相应地也就小。有研究将致密型聚合物薄膜透过水蒸气的过程称作活化扩散过程。这种机理与氮气从气球中散发出来的机理一样的。在高浓度一侧，水蒸气先是吸附并溶解于聚合物薄膜表面上，然后穿过表面在聚合物内部进行扩散。当气体达到对侧（水蒸气低浓度侧）时，水蒸气被解吸，进入周围的大气中。在这个过程中，聚合物的化学结构和薄膜的厚度乃是决定渗透性的主要因素。水蒸气在聚合物薄膜中的渗透过程见图2，

此外，透过率与可引起薄膜溶胀的水蒸气浓度有关，而且温度条件也会对聚合物的链段运动产生影响，从而影响聚合物的自由体积。所以，在讨论聚合物的透湿性时，必须明确试验的相对湿度差，温度等条件，作为数据对比的必要条件。1

水蒸气透过率测试仪水蒸气透过率测试仪别名透湿仪、透湿性测试仪、水蒸气透过率测定仪、透水汽实验仪。是一款专业用于薄膜试样的水蒸气透过率测试系统，适用于塑料薄膜、复合膜等膜、片状材料与医疗、建材领域等多种材料的水蒸气透过率的测定。通过水蒸气透过率的测定，达到控制与调节材料的技术指标，满足产品应用的不同需求。

检测意义阻隔性能就是阻隔水蒸气性能，是指包装材料对液体、水蒸气等渗透物的阻隔作用。阻隔水蒸气性能是影响产品货架期质量的重要因素之一，也是分析货架期的重要参考之一。企业通过对该项检测项目的测试分析，能解决由于产品对水蒸气敏感而产生的受潮变质等问题。2

适用范围透湿仪主要适用于塑料薄膜、复合膜等膜、片状材料、高阻隔材料、太阳能背板、金属箔片、防水卷材及塑料、橡胶、纸质、玻璃、金属等材料的瓶、袋、罐、盒等包装容器的水蒸气透过率的测定。通过水蒸气透过率的测定，达到控制与调节包装材料等产品的技术指标、满足产品应用的不同需求。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学