橡膠氣囊氣體透過性能的測(cè)試方法

摘要：橡膠氣囊中的充填氣體量是決定其能否發(fā)揮預(yù)期使用效果的重要因素，除氣囊密封性外，所使用的橡膠對(duì)氣體的阻隔性能直接影響氣囊保存氣體的能力。本文利用VAC-V2壓差法氣體滲透儀測(cè)試某品牌橡膠堵水氣囊的空氣透過率，并通過對(duì)試驗(yàn)原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過程等內(nèi)容的介紹，為檢測(cè)橡膠氣囊氣體透過性能提供參考。

關(guān)鍵詞：氣體透過率、氣體透過量、阻隔性能、橡膠氣囊、壓差法氣體滲透儀、空氣透過率

1、意義

橡膠氣囊為充氣產(chǎn)品，具有外形柔軟、可變形、可折疊、使用后方便拆除、使用便利等特點(diǎn)，常見的橡膠氣囊可用于堵水施工、滲漏檢測(cè)、船舶消音、減震、建筑施工等領(lǐng)域，通過充填壓縮氣體使氣囊伸展膨脹達(dá)到截面設(shè)計(jì)要求而發(fā)揮作用。以橡膠堵水氣囊為例，該類氣囊主要用于有水管道堵水作業(yè)，將橡膠氣囊中充入一定壓力的空氣，使氣囊填滿整個(gè)管道，利用氣囊壁與管道間的摩擦力阻斷水流，為了使氣囊能與管道壁有效接觸，要求氣囊中始終保持一定量的氣體，即具有良好的密封性和較高的阻隔性。特別是使用時(shí)間較長(zhǎng)的橡膠氣囊，其對(duì)充填氣體的阻隔性應(yīng)更高，以防止使用期間因氣囊中的氣體大量向外滲透而影響使用效果。因此加強(qiáng)橡膠氣囊對(duì)充填氣體阻隔性能的測(cè)試顯得尤為必要。

圖1 各種類型橡膠氣囊

2、檢測(cè)樣品

以某企業(yè)生產(chǎn)的橡膠堵水氣囊為檢測(cè)樣品。

3、檢測(cè)依據(jù)

本次試驗(yàn)采用壓差法原理測(cè)試樣品的空氣透過率，試驗(yàn)過程參考GB/T 7755-2003《硫化橡膠或熱塑性橡膠 透氣性的測(cè)定》。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文采用VAC-V2壓差法氣體滲透儀測(cè)試樣品對(duì)空氣的阻隔性能，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

圖2  VAC-V2壓差法氣體滲透儀

4.1試驗(yàn)原理

裝夾好的試樣將設(shè)備的上、下測(cè)試腔隔開，上腔中充入一定壓力的試驗(yàn)氣體，下腔為真空，如此試樣兩側(cè)便形成了一定的壓差，試驗(yàn)氣體的壓力差的作用下，由上腔滲透過試樣進(jìn)入下腔，通過測(cè)試下腔壓力的變化，即可得到試樣的氣體透過率。

4.2 設(shè)備參數(shù)

設(shè)備的測(cè)試范圍為0.05 ~ 50000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，真空分辨率可達(dá)到0.1 Pa；控溫范圍為5℃ ~ 95℃，控溫精度為±0.1℃；控濕范圍為0%RH、2%RH ~ 98.5%RH、100%RH，控濕精度為±1%RH，可滿足不同試驗(yàn)條件下的檢測(cè)需求；有三個(gè)完全獨(dú)立的試驗(yàn)腔，可同時(shí)測(cè)試三種相同或不同的試樣；可進(jìn)行任意溫度下的數(shù)據(jù)擬合，輕松獲得極端測(cè)試條件下的試驗(yàn)結(jié)果；經(jīng)過改制，本設(shè)備還可支持有毒氣體、易燃易爆氣體的測(cè)試；提供標(biāo)準(zhǔn)膜進(jìn)行快速校準(zhǔn)，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和通用性；支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和檢測(cè)報(bào)告。

4.3 適用范圍

(1) 本設(shè)備專業(yè)用于多種片材、薄膜試樣在各種溫度下的氣體透過率、滲透系數(shù)、溶解度系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)試。片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。薄膜類包括各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜等膜狀材料。

(2) 本設(shè)備還可擴(kuò)展到航空航天用材料、紙及紙板、漆膜、玻纖布、玻纖紙、化妝品軟管片材、各種橡膠片材等材料的透氣性測(cè)試。

(3) 本設(shè)備適用于多種氣體的透過率測(cè)試，如氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳、氦氣、空氣等?/span>

(4) 本設(shè)備滿足多項(xiàng)國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 7755-2003、ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003等。

5、試驗(yàn)過程

(1) 制樣

用專用取樣器從待測(cè)橡膠氣囊樣品表面裁取3片直徑為97 mm的試樣。

(2) 裝樣

在每個(gè)試驗(yàn)腔測(cè)試區(qū)域周邊涂抹一層真空油脂，將直徑65 mm的濾紙置于測(cè)試區(qū)域，然后覆上所制試樣，除去試樣與所接觸測(cè)試腔間的氣泡，并用夾緊裝置夾緊。

圖3 試樣裝夾圖

(3) 參數(shù)

設(shè)置試樣名稱、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)濕度、試樣厚度等參數(shù)信息。

(4) 試驗(yàn)

點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開始，設(shè)備自動(dòng)記錄下腔壓力的變化情況，并在試驗(yàn)結(jié)束后，根據(jù)測(cè)試情況顯示試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次所測(cè)試橡膠堵水氣囊樣品3片試樣空氣透過率的平均值為35.7462 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、結(jié)論

橡膠氣囊的阻隔性能是決定其內(nèi)部充填氣體能否長(zhǎng)時(shí)間保存的重要因素，對(duì)氣囊的使用性能具有重要影響。本文檢測(cè)了某橡膠堵水氣囊樣品的空氣透過率，整個(gè)測(cè)試操作過程簡(jiǎn)單，一次試驗(yàn)測(cè)試3個(gè)試樣，試驗(yàn)效率高，試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性、穩(wěn)定性好，測(cè)試精度高，可以真實(shí)的反映出所測(cè)試樣品對(duì)空氣的阻隔性能。根據(jù)不同用途氣囊中充填氣體的不同，更換測(cè)試氣體，利用該方法即可測(cè)試對(duì)相應(yīng)氣體的阻隔性能。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測(cè)設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)與包裝檢測(cè)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有檢測(cè)設(shè)備包括氧氣透過率檢測(cè)設(shè)備、水蒸氣透過率檢測(cè)設(shè)備、電子拉力試驗(yàn)機(jī)、頂空氣體分析儀、摩擦系數(shù)儀、密封試驗(yàn)儀等類型的檢測(cè)設(shè)備。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作！