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聚碳酸酯在不同温度环境下的透氧量(下)

3 聚碳酸酯透氧量

兰光实验室采用125μm的聚碳酸酯薄膜在10℃～45℃的温度环境下进行材料的透氧量试验，使用设备是Labthink VAC-V1气体渗透仪。试验温度墙壁开关分别是10℃、23℃、30℃、35℃、40℃、45℃，在每个温度点进行的有效试验次数不少于3次，测试数据的相对标准偏差均在3.5％以内。

利用VAC-V1所具有的数据拟合功能获得聚碳酸酯薄膜在-120℃～350℃（即153K～623K）中任一温度下的透氧量拟合数据。这个温度范围的选取是按照常用塑料的脆化温度以及热力学转化温度进行的，并结合了一般薄膜材料的实际使用温度，是一个比较全面的温度范围。当然，如果使用的测试气源是氮气或是其他无机气体，也可以利用设备的数据拟合功能获得其他气体对于材料的透气量。需要特别注意的是由于有机气体在渗透通过薄膜时存在溶涨现象，因此，使用拟合功能时具有一定的限制性。

聚碳酸酯薄膜在不同温度下的透氧量详细数据请登陆Labthink兰光站查阅，或者联系兰光实验室进行咨询。本文仅给出绘制2014年全国将有12条高铁建成运营的聚碳酸酯透氧量变化曲线图（指右边150°处）（图1），其中温度的单位是热力学温度K，透氧量的单位是cm3/m2·24h·0.1MPa。

图1. -120℃～350℃（153K～623K）聚碳酸酯透氧量变化曲线

聚碳酸酯的透氧量随温度的上升影响明显，例如在273K（0℃）时的透氧量是272.952cm3/m2·射流器24h·金属吊顶0.1MPa，而在323K（50℃）时透氧量保护环境是719.128cm3/m2·24h·0.1MPa，增加了约2.6倍。而且在303K（30℃）时透氧量是507.201cm3/m2·24h·0.1MPa，可见透氧量随温度的变化并不成线性。观察图1可知透氧量与测试温度大约成指数关系。

由于VAC-V1采用的是真空压差法，因此依据膜技术理论，在检测试样透气性及透气量的同时还可以检测材料的溶解度系数和气体在材料中的扩散系数。图2是这次检测过程中所获得的材料扩散系数随温度升高的曲线，扩散系数的单位是e-8cm3/cm2·s·cmHg。可以看出在这段试验范围内，随着温度的升高，扩散系数逐渐增大。

图2. 聚碳酸酯扩散系数以及溶解度系数随温度变化的曲线

当然，材料的渗透系数与透气量是成正比的，因此随温度的增长变化趋势与图1中的曲线是一致的。

4 总结

聚碳酸酯薄膜在-120℃～350℃的温度范围内任意温度点的透氧量数据库已经由Labthink兰光实验室建成，通过这些特殊温度下的透氧量数据可以帮助用户合理有效地进行包装材料的结构设计。接下来，兰光实验室将要进行聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀等包阻尼器装常用材料的检测，并建立相应材料在-120℃～350℃的温度范围内透氧量的数据库，借助这些数据所设计的材料结构能使其阻隔性能更好地满足特殊温度下的包装需求。

来源：兰光实验室