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透湿性测试中相对湿度差与透湿量的关系(二)

将表1中的计算数据绘制成图，如下：

图1. PET透湿量与相对湿度差的关系

注：透湿量单位为g/m2·24h

图1中PET透湿量与试样两侧的相对湿度差基本上成线性关系，不过波动较大。由于在相对湿度差为30％RH～80％RH的范围内没有获得试验数据，因此对PET材料在0％RH～100％RH相对湿度差范经过恰当的热处置工艺（淬回火、渗碳淬火等）添加其强度、耐磨性.有时也在钳口处镶装特种钢材,或在钳口外表喷涂金钢砂等.对1些小实验力的夹具围内其透湿量与相对湿度差是否近似符合线性关系还无法下结论。

透湿量与相对湿度差的线性关系并非对于所有聚合物都成立，如图2（摘自答案固然是肯定的《塑料测试技术》）中所示亲水性聚合物赛璐酚的透湿量与相对湿度差的关系就不成线性，随着相对湿度差的增大，透湿量的增幅明显增大。这种渗透量与分压差（对于透湿性测试来讲即是相对湿度差）不成线性关系的现象就是水蒸气与常见无机气体在渗透通过聚合物的过程中最显著的区别。

图2 赛璐酚透湿量与相对湿度差的关系

3、相对湿度差变化影响试验结果的原因

相对湿度差对试验结果具有一定的影响，然而并非对所有聚合物都是邳州如此。这里将从渗透气体分子的特性以及聚合物的特性两方面进行讨论。

3.1 渗透供墨系统气体

3.1.1 无机气体分子

常见无机气体分子无极性，与聚合物之间基本没有相互作用，聚合物结构很少受到渗透气体的影响，试验所得的透气量与测试气体压力差成线性正比关系，因此可以方便地由一种压力差下试验所得的数据计算得到其他压力差下的数据。正如我们在进行材料的等压法透氧性测试时，若材料的透氧量过大，通常采用降低试样两侧氧气浓度差的方法来扩大设备的检测量程，例如用空气（含氧量20.8％）替代纯氧，只需将试样在20.8过桥贷款％的氧气浓度差下得到的试验结果增大4.8倍即可获得试样在100％氧浓度差下的透氧量以及氧气透过率。对于压差法透气性测试，可以通过增完成铝基材料发明专利和实用新型专利100多项大或减小高压侧的测试气体压力来控制测试气体在试样两侧的分压差，材料的透气量与测试气体压力差成正比，而气体透过率（透气系数）不受影响。

3.1.2 水蒸气分子

水蒸气与常见无机气体在渗透通过聚合物时的区别主要与冷凝的难易程度以及水蒸气分子的极性有关。

与常见无机气体相比，容易冷凝的水蒸气更易溶解在聚合物桥架中。水蒸气分子的高极性以及它们形成氢键的倾向使其透过率与常见无机气体相比差别很大，特别是对于极性聚合物更是如此。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，因而给水蒸气分子在聚合物内的运动带来明显影响。水蒸气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。表2是《食品用塑料包装材料》中给出的在25℃时不同相对湿度下每种聚合物结构单元吸水量的摩尔比，可以看出极性聚合物依据其结构的不同在相同温度、不同相对湿度下吸水性会有一定的变化。尤其是对于亲水性聚合物，其中每一个极性-OH基都和水分子发生强烈的作用，吸附在聚合物表面的水分子的数量与按照Henry定律溶解在聚合物基体中的水分子的数量可以在同一数量级上。

表2. 25℃时聚合物结构基团的比摩尔水含量

基团

相 对 湿 度

0.3

0.5

0.7

0.9

1.0

-CH3

(1.5×)

(2.5×)

(3.3×)

(4.5×)

(5×)

-CH2-CH=

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

=C=O

0.025

0.055

(0.11)

(0.20)

(0.3)

0.025

0.05

0.075

0.14