气体透过率(GTR)就是:在规定的温度和压差条件下,每平方米试样每天透过的气体体积(折算到标准压差 0.1 MPa),常用单位 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。数值越小,材料对气体的阻隔能力越强。
类比:给气球打气后放几天会慢慢瘪掉——气体分子正从膜壁“钻”出去。GTR 衡量的就是“钻出去”的速度,材料越致密,瘪得越慢。
标准里的定义
GB/T 1038.1-2022《塑料制品 薄膜和薄片 气体透过性试验方法 第 1 部分:差压法》第 3.1 条将气体透过率(GTR)定义为:“在塑料材料两侧的单位压差下,单位时间内渗透过材料单位面积的气体的量”,以体积表示时单位为 cm³/(m²·d·Pa),以物质的量表示时为 mol/(m²·s·Pa)。该标准修改采用 ISO 15105-1:2007,自 2023 年 5 月 1 日起实施,替代 GB/T 1038-2000。美国对应标准为 ASTM D1434《测定塑料薄膜和薄片气体透过特性的标准试验方法》。
单位与压差条件
注意压差法 GTR 的单位带有压差项(0.1 MPa),与库仑电量法 OTR 的单位 cm³/(m²·24h) 不同——两者试验机理不同,结果不能直接比较或换算。同一材料的 GTR 数值还随试验气体种类、温度而变,报告时必须注明条件。
测定方法:压差法
试样把腔体分成高压腔与低压腔:低压腔先抽真空,高压腔充入试验气体;气体透过试样进入低压腔,使其压力逐渐上升,由压力—时间曲线计算气体透过率。对应标准:GB/T 1038.1-2022(中国)、ASTM D1434(美国)、ISO 2556(国际)。压差法的突出优点是一台仪器更换气瓶即可测氧气、二氧化碳、氮气、氢气、氦气、空气等多种气体。
与 OTR 的区别与配合
压差法 GTR 是“通用气体”测量,库仑电量法 OTR 是氧气专用测量且灵敏度更高。产品标准指定哪种方法就按哪种执行:通用透气性评价、科研筛选常用压差法;高阻隔材料的微量透氧检测用库仑法。两者互为补充,覆盖不同精度与气体种类需求。
引用来源
- GB/T 1038.1-2022《塑料制品 薄膜和薄片 气体透过性试验方法 第 1 部分:差压法》,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布(替代 GB/T 1038-2000);
- ASTM D1434, Standard Test Method for Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting,ASTM International 发布;
- ISO 2556《塑料 常压下薄膜和薄片气体透过率的测定》,国际标准化组织(ISO)发布。
- 以上为本文术语定义与检测方法的主要权威依据。
