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一种水蒸汽透过率简易测试装置及测试方法
时间: 2019-06-25点击量：
本发明为一种水蒸汽透过率简易测试装置及测试方法，装置包括长度计、重量计、计时器、环境腔、真空机，还包括上基板，下基板，定位模块，指示剂；所述的上基板或下基板为能完全阻止水分子透过的、表面平整平滑的板材，包括玻璃板、钢化玻璃板、有机玻璃板、不锈钢板或铜板其中的一种；所述的定位模块为2块以上具有相同厚度的表面平整平滑的硬质板材；所述的指示剂为能吸收水分并遇水变色的物质，包括变色硅胶、氯化钴、无水硫酸铜其中的一种或几种的混合物。测试方法包括待测样品的测量、称重等五个步骤。本发明充分利用现有的设备资源，投资少，结果误差不大，使用方便，操作简单，技术要求低。
阻水性能是对界面材料的一个重要要求，因此，水蒸气透过率是表征界面材料的一个重要指标，水蒸气透过率测试是研发和生产该类材料的过程中经常测试的一个指标。
传统的水蒸汽透过率测试是采用电解传感器测试，需要一个控制严格的密闭空腔，利用传感器对湿度阶梯的探测并转换为电信号来测试样品水蒸气透过率，一般需要一个电脑控制的一整套完整的测试系统，成本非常高。该类测试方法适用于分析测试中心，第三方测试机构等。
称重法是材料水蒸气透过率测试的基础方法，透湿杯内放置试样，密封试样边缘，使试样一侧与透湿杯内部形成封闭的、湿度一定的空间，以适当的时间间隔称量透湿杯的重量，通过透湿杯的重量变化计算材料的水蒸气透过率。但这种方法的前提是试样已经成膜，但是对于还处于需要随时调整配方的试验、试制阶段的液状或膏状胶体来说，预先成膜在时间上和经济上是不适宜的，另外标准的称重法水蒸气透过率测试装置同样存在成本较高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工具常见易得，操作简单方便，结果直接迅速的测试装置，本发明的另一目的是提供利用这种测试装置测试水蒸汽透过率的方法，适用于实验室及企业的内部测试。
这种水蒸汽透过率简易测试装置，包括长度计、重量计、计时器、环境腔、真空机，还包括如下部件:上基板2，下基板1，定位模块3，指示剂5 ;所述的上基板或下基板为能完全阻止水分子透过的、表面平整平滑的板材，包括玻璃板、钢化玻璃板、有机玻璃板、不锈钢板或铜板其中的一种；所述的定位模块为2块以上具有相同厚度H的表面平整平滑的硬质板材；所述的指示剂为能吸收水分并遇水变色的物质，包括变色硅胶、氯化钴、无水硫酸铜其中的一种或几种的混合物。
作为优选方案，所述的定位模块的厚度H为0.5mm、1mm、2mm或3mm。
还包括紧固件6，所述的紧固件用于上基板和下基板之间的紧固。
具体地，所述的重量计包括精确分析天平、电子称。
所述的计时工具包括秒表、时钟、日历。
所述的环境腔为可控制温度和湿度一个密闭空间。
所述的环境腔还可以为一个用空调和加湿/除湿设备控制的敞开体系。
这种水蒸汽透过率简易测试装置的测试方法，包括以下步骤: 1)将待测样品在下基板上固定成闭合形状，用长度计测量待测样品的宽度W周长，用重量计精确称量指示剂的初始重量后置于闭合形状的内部，外部放上定位模块，然后盖上上基板，利用待测样品本身的粘性粘合或者利用紧固件6紧固；
2)将步骤I的部件组置于真空机中抽真空；
3)将步骤2处理后的部件组静置于环境腔中，开始用计时器计时；
4)一段时间后终止计时,打开观察和称量指示剂的终重量；
5)利用公式如下公式计算待测样品的水蒸气透过率:
水蒸气透过率=(终重量-初始重量)/ (待测样品的周长*定位模块厚度/待测样品的宽度*计时时长)。
作为优选方案，所述的闭合形状为任何方便计算面积的形状，包括圆形、三角形或矩形。
本发明的有益效果是:通过观察实验前后指示剂的颜色变化，即可定性判断待测样品是否透水气，通过计算样品与外界的接触面积和实验前后指示剂质量变化，可定量计算单位面积的水汽透过率，可用于热熔型、反应型、压敏性、UV固化型等各种界面材料的水汽透过率测试；适用于各种温度、湿度环境要求的测试；适用于各种时间要求的测试；充分利用现有的设备资源，投资少，结果误差不大，使用方便，操作简单，技术要求低。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1 (定性判断)
参见图1、图2，用同样的玻璃板制成80cm*80cm的上基板2和下基板1，上基板2的四角处设置容蝶型螺钉作为紧固件6的通孔，下基板I与上基板2的四角处通孔的对用位置设置内螺纹，将压敏性胶膜4在下基板I上贴出一个宽度W为1cm、长边C2为50cm、短边Cl为30cm的长方形框，中间放入堆放高度不超过Imm的干燥的变色娃胶5,在长方形框的四周各放置一块厚度为Imm的定位模块3，然后盖上上基板2，拧紧蝶型螺钉将上基板2和下基板I锁定，放入真空机内抽真空，再将测定装置放入25 °C、85%相对湿度的烘箱中，168H后观察，发现内部硅胶并未变色，可以初步判定，该样品在25°C、85%相对湿度的环境下168H不透水。
实施例2 (定量判断)
将热固化膏状胶体在不锈钢板材质的下基板上涂成宽度为1cm、周长IOOOmm的圆环形胶条，圆环形胶条中间放上10.0Og氯化钴,在圆环形胶条外部四周放上厚度为Imm的定位模块，后盖上钢化玻璃材质的上基板，上基板与下基板被膏状胶体粘合在一起，然后放入真空机内抽真空，并按照样品使用说明固化到佳状态，即得到一个测试部件组，将测试部件组放到85°C，85%相对湿度的烘箱中，开始计时，IH后取出，打开装置，称量氯化钴重量为10.02g，根据公式:水蒸气透过率=(终重量-初始重量)/ (待测样品的周长*定位模块厚度/待测样品的宽度*计时时长)计算该样品再该实验环境下的湿气透过率为:(10.02g-10.0Og) / (1000 mm *lmm/10mm*lH) =0.0002g/mm2.H=2g/m2.H。
实施例3定量判断
参见图1、图2，将热熔型胶膜在铜板材质的下基板I上围成周长为800mm的长方形框，长方形框的宽度W为5mm，中间放上10.0Og无水硫酸铜，在长方形框的四周放上厚度为
0.5mm的定位模块3，后盖上钢化玻璃材质的上基板，上基板与下基板被膏状胶体粘合在一起，然后放入真空机内抽真空，并按照样品使用说明加热固化到佳状态，降温后即得到一个测试部件组，将测试部件组放到40°C，95%相对湿度的烘箱中开始计时，24H后取出，打开装置，称得氯化钴重量为10.15g，根据公式:水蒸气透过率=(终重量-初始重量)/ (待测样品的周长*定位模块厚度/待测样品的宽度*计时时长)计算该样品再该实验环境下的湿气透过率为:
(10.15g-10.00g) / (800mm *0.5mm/5mm*24H) =0.00007813g/mm2.H=0.7813 g/m2.H。
