摘要：水蒸气透过率是衡量包装材料防潮性能的指标参数，是评价包装适用性的重要参考依据。本文通过对两种材质结构均为KPET/PE复合膜样品在相同条件下进行水蒸气透过率测试，对比分析相同材质包装材料的防潮性能存在的差异，并介绍了试验原理、相关设备的参数及适用范围、试验过程等内容，为包装材料水蒸气透过率的测试与评价提供参考。

关键词：水蒸气透过率、防潮性、KPET/PE、水蒸气透过率测试系统、包装材料、杯式法

1、意义

包装干燥产品、粉末状产品、电子产品等对水蒸气比较敏感类产品的包装材料应具有良好的防潮性能，一般通过测试包装材料的水蒸气透过率进行表征，即水蒸气透过率高的包装材料的防潮性能较差。

水蒸气透过率是指单位时间内渗透过单位面积材料的水蒸气的质量，根据相似相容原理及气体在材料中的渗透过程，极性水分子在极性高分子材料及含有较多可供分子扩散的自由体积的材料中具有较高的水蒸气透过率，因此，包装材料的材质结构是影响防潮性能的重要因素。那么，同种材质结构的包装材料的防潮性能是否相同或处于同一等级水平呢？本文通过测试两种同材质结构包装材料样品的水蒸气透过率进行比较分析。

2、试验样品

本次试验以2种相同应用与材质的KPET/PE复合膜材料为试验样品，比较其防潮性能。

3、试验依据

软塑包装材料水蒸气透过率的测试方法包括杯式法、电解传感器法、红外传感器法、湿度传感器法，本次试验采用杯式法原理进行测试，试验过程依据GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法 杯式法》。

4、试验设备

为了提高试验效率及试验结果的可比性，本次试验采用可同时测试6个试样的C360M水蒸气透过率测试系统为试验设备，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

4.1 试验原理

杯式法又名称重法，是依据透湿杯的质量在试验过程中的变化情况得到材料的水蒸气透过率。该原理又分为增重法与减重法两种，增重法的透湿杯中放入的是一定量的干燥剂，减重法的透湿杯中盛装的是一定量的蒸馏水，将试样密封在透湿杯口后，透湿杯内部与外部环境被隔开。控制外部环境的湿度，增重法外部环境为高湿度，减重法外部环境为较低湿度，水蒸气从高湿侧通过试样渗透到低湿侧，引起透湿杯质量增加(增重法)或减轻(减重法)，通过称量透湿杯的质量随渗透时间的变化情况，即可计算得到试样的水蒸气透过率。

4.2 设备参数

支持增重法、减重法两种试验方法，增重法的测试范围为0.01 ~ 1,200 g/(m²·24h)，减重法的测试范围为0.01 ~ 10,000 g/(m²·24h)；一次试验可测试6个试样，提高了试验效率；舱体空间立体恒温，控温范围(15~55)℃ ± 0.2℃；配备高效率无水雾湿度自动调节装置，控湿范围为(10%~90%)RH ± 1%RH，气体干燥装置无需更换内芯，连续工作寿命可达两万小时；试样尺寸为Φ74 mm，测试面积为33 cm²；风速自动调节；先进流体力学和热力学结构分析设计的专利测试舱和透湿杯，温度和湿度更加均匀稳定，测试周期更短，结果更精准；独有DataShield^TM数据盾系统，对接用户数据集中管理要求，支持多种数据格式导出；采用可靠安全算法，防止数据泄露；支持通用有线和无线局域网，选配专用无线网，支持接入第三方软件。

4.3 适用范围

(1) 本设备适用于薄膜类、片材类、纸张与纸板类、纺织品与非纺织布等包装材料与产品的水蒸气透过率的测试。其中，薄膜类包括各种塑料薄膜、塑料复合薄膜、纸塑复合膜、土工膜、共挤膜、防水透气膜、镀铝膜、铝箔、铝塑复合膜等膜状材料；片材类包括各种工程塑料、橡胶、建材(建筑用防水材料)、保温材料等，如PP、PVC、PVDC、尼龙等片材。可扩展用于建筑材料、无菌护创膜、医用膏药贴剂等材料水蒸气透过率的测试。

(2) 本设备可满足多项国家和国际标准，如GB 1037、GB/T 16928、YBB00092003、ISO 2528、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、DIN 53122-1等。

5、试验过程

本次试验采用减重法。

(1) 用取样器分别从2种样品表面裁取直径为74 mm的试样各3片。

(2) 向6个透湿杯中各加入一定量的蒸馏水，将所裁制试样分别装夹在透湿杯中，将透湿杯放置在设备测试腔内的透湿杯架上，盖上腔盖。

(3) 在设备的控制软件上设置试样名称、试验温度、湿度、测试间隔、试验模式等参数信息，启动试验。设备按照设定的参数进行自动间歇称重，并在试验结束后显示每个透湿杯的测试结果。

6、试验结果

取3个试样测试结果的算术平均值作为样品的水蒸气透过率。本次试验所测得2种KPET/PE样品的水蒸气透过率分别为0.7981 g/(m²·24h)、3.4162 g/(m²·24h)。

7、结论

包装材料的材质结构不同，其防潮性能存在差异，但对于同种材质结构的包装材料而言，因生产工艺、主要阻隔层厚度等因素的影响，水蒸气透过率也有所不同，本文中所测试的两种同种材质结构样品的水蒸气透过率相差较大的现象，印证了上述结论。因此，加强对包装材料防潮性能的测试对保证产品质量具有重要意义。本次试验过程简单，一次试验同时测试了6个试样，试验效率高，且排除了不同次试验的试验条件、风速等因素可能存在的差异对试验结果的影响，保证了所测2种样品水蒸气透过率的可比性，测试结果的精度高，试验条件控制精准，试验结果准确可靠。