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技術文章

ISO 15106-2紅外法薄膜片材水蒸氣透過率測試方案

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ISO 15106-2 為國際通用紅外傳感器法水蒸氣透過率仲裁標準,適用于食品、醫藥、電子高阻隔包裝薄膜、硬質片材。包裝水汽透過量過高會導致藥品潮解、食品霉變、電子元器件氧化失效。WVTR-E3 水蒸氣透過率測試儀,采用等壓紅外檢測原理,完整匹配標準溫濕度梯度、載氣流程、穩態判定、國際單位換算要求,可出具中英文國際認可檢測報告,適配海外出口備案、第三方國際實驗室仲裁、高阻隔新材料配方研發與出廠品質管控。

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適用試樣

PE、PP、PET、PA、EVOH、PVDC 涂布膜、鋁塑復合膜、藥用硬片、可降解阻隔薄膜;適用厚度范圍 10μm~800μm 平面片材。


ISO 15106-2 核心強制試驗條件

  1. 檢測原理:等壓法紅外光譜傳感器檢測水汽濃度;

  2. 標準有效測試面積:50 cm2 標準密封測試腔;

  3. 溫濕度調控區間:10℃~50℃(控溫精度 ±0.1℃),干側 0% RH、濕側 0~100% RH 雙路獨立控濕;

  4. 載氣氣源:高純干燥氮氣≥99.999%,穩壓 0.4~0.6MPa;

  5. 穩態判定規則:連續 3 組水汽通量讀數相對偏差≤2%,方可判定穩態并取值;

  6. 標準輸出單位:g/(m2?24h)、g/(100in2?day) 公英制一鍵切換;

  7. 試樣預處理:23℃±2℃、50% RH±5% RH 恒溫恒濕環境平衡≥24h;每組平行試樣不少于 2 片。

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測試原理(ISO 15106-2 紅外傳感法)

  1. 密封測試腔體由待測薄膜分隔為濕腔、干腔兩個獨立氣路;濕側營造恒定高濕度水汽環境,干側持續通入高純干燥氮氣吹掃;

  2. 水汽依靠兩側濕度梯度驅動力穿透薄膜,隨干燥載氣全部輸送至紅外檢測器;

  3. 紅外傳感器依據水分子特征紅外吸收光譜,實時精準定量氣流中水汽濃度;

  4. 設備連續采集實時水汽通量曲線,自動識別穩定區間,按照 ISO 內置算法計算水蒸氣透過率 WVTR、水汽滲透系數

  5. 傳感器僅對水分子產生特異性響應,不受氧氣、氮氣、微量有機溶劑揮發物干擾,高低阻隔材料均具備極低檢出下限。

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標準化試驗流程(嚴格遵循 ISO 15106-2)

1、試樣制備與狀態調節

  1. 裁切 110mm×110mm 平整薄膜試樣,無針孔、褶皺、劃痕、拉伸變形;

  2. 置于 23℃±2℃、50% RH±5% RH 標準環境平衡 24h,消除薄膜內部含水率對阻隔性能的干擾;

  3. 每批次準備至少 2 片平行試樣。

2、設備校準與腔體吹掃

  1. 開機預熱 30min,高純氮氣持續吹掃腔體直至基線歸零;

  2. 使用 NIST 溯源標準阻隔膜整機多點校準紅外傳感器,消除信號漂移誤差;

  3. 設置試驗工況(通用標準工況 38℃/90% RH、23℃/85% RH),溫濕度穩定 1h 后再裝樣。

3、薄膜密封裝夾

  1. 薄膜平整鋪設于測試腔密封平面,均勻鎖緊壓蓋,四周密封杜絕邊緣漏氣、水汽旁通;

  2. 確認干濕兩側氣路隔離,無串氣、旁路泄漏。

4、穩態水汽透過測試

  1. 啟動 ISO 15106 標準程序,濕側建立恒定高濕環境,干側氮氣持續吹掃帶走滲透水汽;

  2. 紅外傳感器實時采集穿透水汽通量,軟件自動對比連續讀數波動;

  3. 系統滿足穩態判定條件后自動停止試驗,鎖定穩態 WVTR 數值。

5、數據處理與結果判定

  1. 自動計算平行試樣平均值、標準差,同步輸出公制、美制兩套行業通用單位;

  2. 性能判定:WVTR 數值越低,材料防潮阻隔性能越優異;

  3. 數據離散度>5% 需復測,排查薄膜破損、腔體密封漏氣、試樣未充分平衡、傳感器未校準四類問題。