Скорость паропропускания — это число, стоящее за каждым заявлением о «дышащих» свойствах. Её измеряют гравиметрически: образец герметично закрепляют на чашке, создают известную движущую силу и взвешивают сборку с течением времени. Наклон зависимости массы от времени и есть скорость паропропускания.
Просто в принципе. Но ошибки возникают в двух местах: при выборе метода и при герметизации.
Сухая или мокрая чашка
В чашке находится либо осушитель, либо вода. Этот единственный выбор определяет направление потока пара и влажность, которую фактически испытывает образец.
| Сухая чашка (осушитель) | Мокрая чашка (вода) | |
|---|---|---|
| В чашке | Осушитель, около 0 % RH | Дистиллированная вода, около 100 % RH |
| Пар движется | Из камеры в чашку | Из чашки в камеру |
| Изменение массы | Чашка прибавляет | Чашка теряет |
| Образец испытывает | Низкую влажность с одной стороны | Высокую влажность с одной стороны |
Для гидрофильных мембран и покрытий это очень важно. Материалы, переносящие влагу путём абсорбции и диффузии, а не через открытые поры, становятся заметно более проницаемыми при высокой влажности. Гидрофильная плёнка может выглядеть посредственно в испытании сухим стаканом и отлично — в испытании мокрым стаканом.
Ни один из результатов не ошибочен. Они описывают поведение при разных уровнях влажности. Указывайте, какой метод вы использовали, и никогда не сравнивайте результаты двух методов.
Герметизация — это весь тест
Любой пар, уходящий вокруг края образца, а не через него, учитывается так, как будто он прошёл через материал. Обнаружить это по данным невозможно — линия по-прежнему выглядит прямой.
Три практики позволяют это контролировать:
- Определённая площадь испытания. Стакан имеет заданное свободное отверстие, а сообщаемая скорость относится к единице этой площади. Если прокладка заходит в отверстие, действительная площадь меньше принятой, и результат занижается.
- Способ герметизации, подходящий для образца. Материалы с покрытием и плёнки хорошо герметизируются прокладкой. Неплотные ткани могут требовать способа крепления, не допускающего движения пара вдоль нитей.
- Холостые стаканы. Выдерживайте герметично закрытые стаканы без образца или с непроницаемой фольгой наряду с рабочими. Их масса не должна меняться. Если она меняется, проблема в уплотнении или в условиях у весов, а не в материале.
Контрольные чашки — самый дешёвый контроль качества в этом испытании и самый часто пропускаемый. На многопозиционном приборе навсегда отведите две позиции под контрольные чашки.
Точность достигается или теряется при взвешивании
Изменения массы малы, и разрешение весов определяет самое короткое пригодное испытание.
На практике взвешивание ухудшают две вещи. Во-первых, обращение — перенос стакана из климатической камеры к весам на другом столе подвергает его воздействию иной атмосферы и рук оператора. Во-вторых, время — нерегулярный график взвешиваний даёт разбросанный наклон даже у совершенно однородного материала.
Поэтому автоматизированные системы взвешивают образцы на месте, внутри контролируемой среды, через запрограммированные интервалы. Это сразу устраняет обе переменные. Если используются внешние весы, их следует установить на виброгасящем столе непосредственно рядом с камерой, а процедура переноса должна быть каждый раз одинаковой.
Как читать кривую
WVTR — это наклон зависимости массы от времени, а не разность двух взвешиваний.
Нанесите все точки и проведите прямую. Первые часы обычно изогнуты, пока сборка выходит на установившийся режим — отбросьте эту область и аппроксимируйте только линейный участок. Приводите коэффициент детерминации вместе со скоростью; плохая аппроксимация — сигнал разобраться до того, как число покинет лабораторию.
Кривая, изгибающаяся в конце испытания, обычно означает, что осушитель насыщается или уровень воды снизился настолько, что изменилась геометрия. В обоих случаях испытание длилось слишком долго.
Условия должны быть указаны в протоколе
Значение WVTR без указания условий никому не пригодно. Минимальный набор данных:
Метод (сухая чашка / влажная чашка), температура, относительная влажность в камере, площадь испытания, продолжительность, скорость воздуха
Скорость воздуха — параметр, который указывают в протоколе реже всего. Неподвижный воздух над образцом создаёт пограничный слой, препятствующий переносу пара, и измеренная скорость падает. Контролируемый, воспроизводимый поток воздуха над поверхностью образца — часть метода, а не его усовершенствование.
Родственные, но иные методы
- ISO 11092 измеряет сопротивление водяному пару на потеющей охранной горячей пластине. Он отвечает на вопрос о комфорте, а не о барьерных свойствах, и даёт сопротивление, а не скорость.
- EN ISO 12572 применяет принцип стакана к строительным материалам со своей геометрией стакана и условиями.
Все это методы чашки или пластины с одной и той же физикой, и их результаты не пересчитываются друг в друга.