Измерение паропроницаемости пленок
Светлана АЛЕШИНСКАЯ,
начальник аналитического отдела
ООО «МЕТАКЛЭЙ
Исследования и Разработки»
Паропроницаемость плёнок — это способность материала пропускать водяной пар (влагу в газообразном состоянии) через свою толщину. Проще: насколько “дышит” плёнка и как быстро через неё проходит влага.
Как выражают и измеряют паропроницаемость:
- WVTR / MVTR (скорость прохождения водяного пара) — сколько граммов влаги проходит через 1 м² плёнки за сутки при заданных условиях температуры и влажности.
Единицы: г/м²·сут (g/m²·day).
Чем меньше WVTR, тем лучше паробарьер.
- Иногда встречается коэффициент паропроницаемости / проницаемости (permeability) — “свойство материала” с учётом толщины; и паропроницаемость как «проводимость» (permeance) — ближе к “сколько пропускает конкретный лист такой-то толщины”. В разных отраслях термины могут путать, но смысл один: оценка переноса влаги через материал.
От чего зависит паропроницаемость:
- Тип полимера (например, у барьерных материалов она ниже).
- Толщина плёнки (обычно: толще → меньше проходит пара).
- Структура (ориентация, кристалличность, пористость, микроперфорация).
- Температура и влажность (при повышении температуры и/или градиента влажности перенос обычно растёт).
- Слои и покрытия (металлизация, EVOH, алюминиевая фольга, лак/коутинг сильно снижают).
Почему это важно:
- Упаковка: чтобы продукт не пересыхал/не набирал влагу (кофе, снеки, порошки, таблетки, медизделия и т.д.).
- Строительные мембраны/изоляция: чтобы управлять выходом влаги из конструкции (где нужна пароизоляция, а где — диффузионная мембрана).
Методы обнаружения скорости (количества) пропускания водяного пара пленкой в основном делятся на две категории: гравиметрический (весовой) способ и сенсорный метод (с помощью электролитического детектора или сенсорного датчика).
Весовой метод
Весовой метод описан в ГОСТе 22900 (кожа и пленки), ГОСТе 21472 (листовые материалы) и стандарте ASTM F 372, ISO 2528).
Технически процесс выглядит следующим образом. Образец помещается над емкостью известной массы, заполненной водой или емкостью с осушителем. Пар проникает из более влажной среды в менее влажную. Количество прошедшего пара отслеживают по изменению массы сухой и влажной чаш.
Электролитический метод
Электролитический метод представлен в таких документах, как ISO 15106-1, ASTM D 1653 (метод сухого и мокрого тигля), ГОСТе 25898 (отменен, в настоящее время на рассмотрении находится новый стандарт), ASTM E 96 (метод осушителя и метод воды).
При этом оператор задает температуру, влажность и готовит образец. Образец помещается между «влажной» камерой (сверху) и «сухой» (снизу). Пар, прошедший через пленку, уносится осушенным газом носителем на электролитический детектор. Детектор фиксирует количество пара и ПО прибора пересчитывает его массу в скорость прохождения. Точность определения показателя паропроницаемости составляет1 ppm.
Метод ИК-обнаружения
Метод ИК-обнаружения (ISO 15006-2, ASTM F 1249) подразумевает схожую структуру с электролитическим способом, но с использованием ИК-датчика с импульсной модуляцией.
Водяной пар проходит через образец. Электрический сигнал, генерируемый газом-носителем, передается на инфракрасный датчик для расчета скорости проникновения водяного пара.
Каждый метод имеет свои недостатки и преимущества. Наиболее часто в России применяются весовой и электролитический способы.