气体渗透性,又称气体透过系数(P),是在恒定温度和单位压力差下,在稳定透过时,单位时间内透过试样单位厚度、单位面积的
气体的
体积,单位为:cm3·cm/cm2·s·Pa。
其中d是材料的厚度。由于两者的单位不同,所以在计算时必须统一计算单位。例如,当材料气体透过系数的单位是cm3·cm/cm2·s·Pa而气体透过量的单位是cm3/m2·d·Pa时,仅是在计算过程中引入的测试时间单位就相差86400倍,面积单位又相差10000倍,所以在国标GB1038中给出了1.1574×10-9这个系数用于单位的统一。
各标准中对材料的气体阻隔性的指标定义比较混乱,如气体透过率(GasTransmissionRate,GTR)在
ISO标准(ISO2556,ISO15105-1)中是稳定透过时在恒定温度、单位压差下单位时间内透过单位面积试样的气体体积(与国标GB1038中气体透过量的含义相同),单位是cm3/m2·d·atm;然而在ASTMD1434中它是指在试验状态下单位时间内透过单位面积试样的
气体量,单位是mL(STP)/m2·d。因此建议在比对数据时首先要看清数据单位,以确定它们各属于哪一项
指标,然后将同项指标的所有比对数据换算成相同的单位再进行比较。在ASTMD1434中给出了几组单位换算表,表1只是其中之一,用于气体渗透性单位之间的换算。
气体透过率是单位时间透过单位面积试样的气体的体积,它由材料本身的阻隔性能和材料两边测试气体分压差两个因素决定。气体透过率与测试环境和试样个体有关,气体透过量只与测试试样自身有关而与环境无关,至于气体透过系数则仅与试样的材质有关,是材料本身的性质。
通常,人们只关注
包装材料的气体透过量(单位:cm3/m2·24h·0.1MPa)和气体透过系数。除去由于标准定义差异带来的影响外,严格来讲气体透过率是很少用到的,这与气体透过率受测试气体分压差而变化有很大关系,不利于数据比对。此外,对于气体透过系数的使用还存在
误区,气体透过系数并非对所有材料都有意义,它仅对于均匀的单层材料有意义,而且应用前必须已经通过检测多种厚度的材料证明其数据的一致性,但是对于多层复合材料,检测其气体透过系数是没有意义的。该系数主要为进行
复合材料的结构设计提供便利。