水蒸气透过率(Water Vapor Transmission Rate,WVTR)就是:在规定的温度、湿度条件下,每平方米包装材料每天允许透过的水蒸气质量,常用单位 g/(m²·24h)。数值越小,材料的防潮阻湿能力越强。

类比:把包装膜想象成一件“雨衣”,水蒸气是不停想钻进去的“潮气”;WVTR 就是每天能成功钻进来的潮气总量。雨衣越致密(高阻隔材料),钻进来的越少,里面的饼干、药片“返潮”得越慢,货架期就越长。

标准里的定义

ASTM E96/E96M-24a《材料水蒸气透过率的重量法测定标准试验方法》将水蒸气透过率定义为:“在试样各表面保持特定温度与湿度条件下,单位时间内垂直透过物体单位面积的稳定水蒸气流量。”该标准采用干燥剂法(dry cup)与水法(wet cup)两种基本方法。中国对应标准为 GB/T 1037-2021《塑料薄膜与薄片水蒸气透过性能测定 杯式增重与减重法》(2022-06-01 实施,代替 GB/T 1037-1988)。

一个指标,多个名字

WVTR 在不同语境下还有 WVT(水蒸气透过量)、透湿度、透湿率、透湿系数等叫法,容易混淆。ASTM E96 用三个术语作了区分:WVTR——透过率,单位 g/(m²·24h);水蒸气透过量 permeance——单位面积、单位水蒸气分压差下的透过速率,单位 g/(Pa·s·m²),建筑领域常用 perm;水蒸气透过系数 permeability——再除以厚度,只对均质材料有意义。ISO 2528:2017 在摘要中特别提醒:把 WVTR 称作“permeability(渗透性)”是常见错误——只有换算成材料本征属性时才能用渗透系数这个词。

测定方法与典型量级

经典方法是杯式称重法(ASTM E96、ISO 2528、GB/T 1037):透湿杯一侧放干燥剂或水,定期称量杯子的增重或减重。ISO 2528:2017 建议:当透过率预计低于 1 g/(m²·24h) 或材料厚度大于 3 mm 时,宜改用 ISO 9932 的方法。更低量级的高阻隔材料需用仪器法:红外检测传感器法(ASTM F1249、ISO 15106-2)、电解检测传感器法(ISO 15106-3)。典型量级:铝箔复合膜等高阻隔材料通常要求低于 0.5 g/(m²·24h);PVDC、EVOH 类高阻隔复合膜约为 0.1–5;普通 PE、PP 单层膜可达数个到数十 g/(m²·24h)。

与 OTR、GTR 的关系

三者同属包装阻隔性能家族:WVTR 测水蒸气透过率,GTR 用压差法测多种气体,OTR 专测氧气。多数药包材、食品包装产品标准会同时规定其中两项以上,因此质检实验室通常同时配备透湿与透氧设备。

引用来源

  • GB/T 1037-2021《塑料薄膜与薄片水蒸气透过性能测定 杯式增重与减重法》,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布,2022-06-01 实施。
  • ASTM E96/E96M-24a《Standard Test Methods for Gravimetric Determination of Water Vapor Transmission Rate of Materials》,ASTM International,2024 年发布。
  • ISO 2528:2017《Sheet materials — Determination of water vapour transmission rate (WVTR) — Gravimetric (dish) method》,ISO/TC 6/SC 2。
  • ASTM F1249《Standard Test Method for Water Vapor Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Modulated Infrared Sensor》,ASTM International。
  • ISO 15106-2(红外检测传感器法)与 ISO 15106-3(电解检测传感器法),ISO。
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