2007年5月29日星期二

ASTM E 96 (3)-2000版(本文仅供学习参考用,不负任何责任)

13 计算结果与分析
13.1水蒸气透过量速度可以用数值或作图表示。
13.1.1空白实验样品
如果使用空白实验来抵消由于实验条件引起的误差(温度、空气压力等),可以通过计算从初始到称重时重量的改变,来调整每天记录的样品的称重值。调整是通过改变空白试样的重量变化方向开始(与初始重量相关),参考初始重量,来修正记录的所有相关试样重量。这种方法允许试验尽快的达到平衡条件。另一条可行的步骤是,特别是对于长时间的测试和超过六周的称量,是将空白试样的重量改变速率曲线斜率的算术平均值从类似试样的重量改变速率线斜率的算术平均值中减去,从而得到有效地重量改变速率。在测试中,由于恢复过程而发生的试样重量改变,使用这些程序(方法)也是可取的。
13.1.2作图分析
做出重量与时间的曲线,用空白实验矫正,标出平直的趋向曲线。此处需要做出判断,并且要做几个点,以帮助作图。当有六个点差不多在一条线上时(周期性的重量改变可以匹配或超过刻度精度100倍的20%),可以认为近似的达到了稳态,该直线斜率即为水蒸气的透过速率。
13.1.3数值分析
使用数学最小平方回归方程(mathematical least squares regression)来分析重量变化,并用空白试样来矫正结果。作为时间的函数,通过它可以计算出水蒸气透过速率。通过计算水蒸气透过速率的标准偏差或不定偏差,可以确定其置信度。对于“水蒸气透过系数”数值极低的材料,即使在重量改变并不符合6.3所要求精度的100倍,也可以使用分析平衡法,30到60天之后,来确定它们的结果,精度为±1mg。在报告中必须明确地提到使用了该方法对试样进行分析。
13.2计算水蒸气透过速率(WVT)和“水蒸气透过量”(Permeace),按下列步骤进行:
13.2.1水蒸气透过速率,WVT
WVT=G/tA=(G/t)/A ……………………………………(1)

其中,若为英制单位:
G 重量改变, 喱(谷)
t 重量改变的时间,小时
G/t 直线的斜率,喱/小时
A 测试面积(杯口面积),英尺2
WVT 水蒸气透过速率,喱/小时·英尺2

若为公制单位:
G 重量变化,克
t 时间,小时
G/t 直线斜率,克/小时
A 测试面积(杯口面积),米2
WVT 水蒸气的透过速率,克/小时·米2

13.2.2水蒸气透过量,Perm
Perm=WVT/⊿p=WVT/S(R1-R2)……………………(2)

其中,若为英制单位:
⊿p 水蒸气压差,英寸汞柱
S 测试温度,饱和蒸汽压,英寸汞柱
R1 水源相对温度,表示为分数
R2 水蒸气压力下降后的相对温度,表示为分数

若为公制单位:
⊿p 水蒸气压差,毫米汞柱
S 测试温度,饱和蒸汽压
R1 水源相对温度,表示为分数
R2 水蒸气压力下降后的相对温度,表示为分数

13.2.3 在温控室中,相对温度和湿度是测试过程中实际测量值的平均值,并且除非连续纪录,否则测量温控室中的相对温度和湿度必须与试样称重同样频繁进行。对于吸湿法,透湿杯中空气的湿度大约为零;对于蒸发法则大约是100%。当能够维持要求的条件{CaCl2吸湿法中,湿度不超过10%;蒸发法中,水面上方空间不应超过1英寸(25毫米)}时,测试时温控室内的相对湿度在透湿量小于4个单位“水蒸气透过量” (即为2.3 × 10-7g·Pa·s-1·m-2)的样品的实际相对湿度的3%以内。
13.3只有测试材料均匀(即不是层压的样品)并且厚度大于1/2英寸(12.5毫米)时,按下式计算平均“水蒸气透过系数”(英制或公制单位):
平均“水蒸气透过系数”=“水蒸气透过量” ×厚度……(3)
AVG. Permeability = Perm × Thickness ………………………………………… (3)
注六。示例:在吸湿法中,对一试样测试288小时(12天),所测试的试样有效面积为100英寸2(0.0645米2)。经过48小时后,试样组合体重量增加稳定;在随后的240小时内,重量增加了12克。所测的温控室的条件为:温度89.00F(31.70C),相对湿度49%。
求:水蒸气透过速率(WVT)和水蒸气透过量(Perm)
使用英制单位,计算过程如下:
G/t =12克×15.43喱/克÷240小时=0.771喱/小时
A =100英寸2×1平方英尺/144平方英寸=0.695平方英尺
S =1.378英寸汞柱(参考标准数值表)
R1 =49%(温控室中)
R2 =0%(压力下降)
WVT =0.771喱/小时÷0.694英尺2=1.11喱/(平方英尺·•小时)
Perm =WVT/⊿p=WVT/S(R1-R2)
=1.11喱/(平方英尺·•小时)÷1.378英寸汞柱(0.49-0)
=1.64喱/(平方英尺·•小时·•英寸汞柱)
=1.64单位“水蒸气透过量”
使用公制单位,计算过程如下:
G/t=12克/240小时=0.05克/小时
A =0.0645平方米
S =35毫米汞柱(参考标准数值)
=35毫米汞柱×1.333×102帕/毫米汞柱
=46.66×102帕
R1 =49%(温控室中)
R2 =0%(压力下降)
WVT =0.05克/小时÷0.0645平方米=0.775克/(小时•平方米)
Perm= WVT/⊿p-WVT/S(R1-R2)
=0.775克/(小时·•平方米)×1小时/3600秒÷46.66×102Pa×(0.49-0)
=9.42×10-8克/(帕小·•秒·•平方米)

13.4 参见表一:公制单位与英制单位的转换因数。
14 编写测试报告
14.1报告应包括下列内容:
14.1.1测试材料的标识,包括试样厚度。
14.1.2所用测试方法(吸湿法或蒸发法)。
14.1.3测试的温度
14.1.4测试室内的相对湿度。
14.1.5每个试样的透湿量,用“水蒸气透过量”表示(精确到2位小数点)。
14.1.6说明样品的哪一面水蒸气压力高(当两面没有明显的区别时,要标出A面和B面;当有明显区别时,也要说明它们的区别,例如标上“A面蜂蜡”“B面蜂蜡”等)。
14.1.7所有测试样品在同一位置的测试值,表示为平均“水蒸气透过量”。
14.1.8每个样品的“水蒸气透过系数”(如13.3中的规定)和所有测试样品的平均“水蒸气透过系数”。
14.1.9 包括一部份可以计算出“水蒸气透过系数”的图线。
14.1.10说明杯子的设计和类型,以及密封剂的成份。
15 精确度及偏差
15.1精确度——表2是基于1988年和1991年在不同实验室间进行的测试结果。1998年,在15个实验室中分别使用吸湿法和蒸发法对A、B、C、D四种材料进行了三次测试。其中四个实验室给出了可靠全面的结果。1991年在10个实验室中测试了材料,分别使用了吸湿法和蒸发法进行了三次测试。
15.1根据E691条款进行了实验结果分析
15.2偏差——本测试没有偏差。因为材料的水蒸气透过量的定义依据测试方法。
表二:实验室间进行的测试的精确度结果

试验室内可重复性(repeatability)
试验室间可重复性(reproducibility)
吸湿法(73.40F)
材料
厚度(英寸)
平均水蒸气透过量
S
CV%
LSD
S
CV%
LSD
A
0.001
0.606
0.0166
2.7
0.047
0.098
15
0.278
B
0.0055
0.0129
0.0028
22.1
0.008
0.0055
42.6
0.016
C
0.5
0.0613
0.0044
7.22
0.012
0.0185
30.6
0.052
D
1
0.783
0.0259
3.3
0.073
0.0613
7.8
0.174

0.014
0.0461
0.0023
4.99
0.007
0.0054
11.7
0.015
蒸发法(73.40F)
材料
厚度(英寸)
平均水蒸气透过量
S
CV%
LSD
S
CV%
LSD
A
0.001
0.715
0.0134
1.95
0.039
0.156
21.9
0.44
B
0.0055
0.0157
0.0022
13.8
0.0062
0.0021
19.4
0.006
C
0.5
0.097
0.0055
5.7
0.016
0.0195
20.9
0.055
D
1
1.04
0.0192
1.8
0.054
0.217
20.9
0.62

0.014
0.0594
0.0034
5.7
0.01
0.0082
13.8
0.23
S = 标准偏差
CV = 变异系数(%)
LSD = 两个测试结果间{置信度为95%(2√2S)}的最小显著差(least significant difference).
材料B是特氟隆(Teflon)。由于在特氟隆上很难涂上密封剂,因此可重复性极低。
16 关键词
16.1 透过性、通用塑料、塑料片材及薄膜、隔热材料、隔热透湿膜、透汽性、片材、水蒸气透过速率(WVT)。



附录
(非强制性标准)
Ⅹ1 标准测试条件
Ⅹ1.1 应用的标准测试条件有:
Ⅹ1.1.1 步骤A—吸湿法在73.40F(230C)。
Ⅹ1.1.2 步骤B—蒸发法在73.40F(230C)。
Ⅹ1.1.3步骤BW—倒杯法在73.40F(230C)。
Ⅹ1.1.4步骤C—吸湿法在900F(32.20C)。
Ⅹ1.1.5步骤D—蒸发法在900F(32.20C)。
Ⅹ1.1.6步骤E—吸湿法在1000F(37.80C)。

Ⅹ2.透湿杯的设计与密封的方法
Ⅹ1.2 一种比较理想的密封材料应该具有下列性质:
Ⅹ1.2.1不透水或水蒸气。
Ⅹ1.2.2没有失重或增重(蒸发、氧化以及不必要的水溶等)。
Ⅹ1.2.3对试样及透试杯有良好的粘合性(即使在潮湿的情况下)。
Ⅹ1.2.4对粗糙面符合也应较好。
Ⅹ1.2.5与试样相容较好,不会渗透到试样内部。
Ⅹ1.2.6有一定的柔韧性或强度(或二者兼有)。
Ⅹ1.2.7易于处理(包括合适的粘度和热融性)。
Ⅹ1.2.8较满意的密封剂应具有这些不同的性质,并且应是它们不同程度的调和。熔蜡或沥青的透湿量应该小于4个单位“水蒸气透过量”(2.6个单位公制“水蒸气透过量”))。通过下列测试来决定密封剂的性能:
Ⅹ1.2.8.1一般,将不透湿的样品密封在透湿杯上,再测试;
Ⅹ1.2.8.2一般,将密封剂涂在空杯上,再测试。

Ⅹ1.3 当测试试样不会被密封剂的温度所影响时,对于一般使用中,推荐使用下列材料:
Ⅹ1.3.1沥青,软化点为180到2000F(82到930C),能符合D449,C型规定的要求。倾倒使用。
Ⅹ1.3.2蜂蜡和松香(等重)。在2750F(1350C)时,推荐使用刷子。在较低的温度下倾倒使用。
Ⅹ1.3.3微晶蜡(60%)和经过精制的石蜡(40%)混合。
………………………………………………………………………………………………………………………
………………

没有评论: