纸和纸板 薄页材料水蒸气透过率 动态气流法和静态气体法检测

因业务调整，部分个人测试暂不接受委托，望见谅。

纸和纸板薄页材料水蒸气透过率检测技术综述

简介

纸和纸板作为包装材料的主要组成部分，其阻隔性能对内容物的保存质量至关重要。水蒸气透过率（Water Vapor Transmission Rate, WVTR）是衡量材料阻隔水蒸气能力的关键指标，直接关系到产品在储存和运输过程中的防潮性能。例如，食品包装需要低水蒸气透过率以防止受潮变质，而某些工业材料则需平衡透湿性与透气性。为准确评估这一性能，动态气流法和静态气体法成为行业内广泛应用的检测手段。本文将围绕这两种方法的适用范围、检测项目、标准依据及仪器设备展开分析，为相关领域提供技术参考。

适用范围

水蒸气透过率检测主要适用于以下场景：

1. 包装材料：如食品、药品、电子元件等产品的防潮包装纸、复合膜、涂布纸等。
2. 工业材料：包括建筑用防水纸基材料、农业覆膜材料等。
3. 科研与质量控制：用于研发新型阻隔材料或验证生产工艺的稳定性。 检测对象涵盖各类薄页材料，如单层纸、多层复合纸板，以及经过涂布、覆膜等工艺处理的特殊纸制品。

检测项目及简介

水蒸气透过率检测的核心目标是测定单位时间内通过单位面积材料的水蒸气质量，单位为g/(m²·d)或g/(m²·24h)。具体检测项目包括：

1. 透湿性测试：模拟实际环境（如温度、湿度梯度）下材料的水蒸气渗透能力。
2. 阻隔性能分级：根据测试结果对材料进行阻隔等级划分，指导产品选型。
3. 工艺优化验证：评估不同生产工艺（如涂布厚度、添加剂种类）对阻隔性能的影响。

测试需在恒温恒湿条件下进行，以排除环境波动对结果的干扰。

检测参考标准

国内外针对水蒸气透过率的检测制定了多项标准，主要包含以下内容：

1. ISO 2528:2020 Sheet materials—Determination of water vapour transmission rate (WVTR)—Gravimetric (dish) method 该标准规定了采用称重法测定水蒸气透过率的通用流程，适用于静态气体法。
2. ASTM E96/E96M-2022 Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials 涵盖动态气流法和静态杯法，详细描述不同温湿度条件下的操作规范。
3. GB/T 1037-2021 塑料薄膜与薄片水蒸气透过性试验方法 杯式法 虽以塑料材料为主，但其原理和仪器配置可延伸至纸基材料的测试。
4. TAPPI T448 om-2018 Water Vapor Transmission Rate of Paper and Paperboard 专门针对纸制品，强调样品预处理和测试环境控制要求。

检测方法及仪器

1. 动态气流法

原理：在材料两侧形成稳定的湿度差，通过测量载气（如干燥氮气）中水蒸气浓度的变化，计算透过率。 步骤：

• 将试样固定在测试腔体中间，分为高湿侧（RH 90%）和低湿侧（干燥载气）。
• 载气以恒定流速通过低湿侧，携带透过的水蒸气进入传感器（如红外或电容式湿度传感器）。
• 根据传感器数据与载气流速计算WVTR。

仪器：

• 动态水蒸气透过率测试仪（如MOCON Permatran-W 3/34），配备温控模块、气体流量控制器和高精度湿度传感器。
• 恒温恒湿箱：确保测试环境的稳定性（温度±0.5℃，湿度±2%RH）。

优点：测试速度快（通常4-8小时），适用于高阻隔材料的精确测量。

2. 静态气体法（杯式法）

原理：将试样密封在透湿杯上，杯内放置干燥剂或饱和盐溶液，通过定期称重计算水蒸气透过量。 步骤：

• 试样固定在透湿杯口，杯内放置无水氯化钙（吸湿剂）或控制湿度的盐溶液。
• 将透湿杯置于恒温恒湿环境中，间隔24小时称重至质量变化趋于稳定。
• 通过质量差计算WVTR。

仪器：

• 透湿杯与夹具：材质为铝合金或玻璃，确保密封性。
• 分析天平：精度需达到0.0001g。
• 恒温恒湿箱：控制环境为23℃/50%RH或38℃/90%RH等标准条件。

优点：设备成本低，适用于常规检测和低阻隔材料。

方法对比

结语

水蒸气透过率检测是纸和纸板材料质量控制的核心环节，动态气流法与静态气体法各有其适用场景。前者凭借高精度和效率，适用于研发和高端产品检测；后者则以低成本优势，在常规质检中广泛应用。随着智能传感器技术的进步，未来检测设备将向自动化、微型化方向发展，进一步提升检测效率和数据可靠性。行业从业者需根据材料特性、检测需求及预算合理选择方法，并严格遵循标准规范，以确保检测结果的可比性与权威性。