Ramai yang bekerja dengan pengujian filem penghalang tinggi menghadapi persoalan yang sama: filem plastik biasa memberikan keputusan gas dalam masa beberapa jam, tetapi EVOH mengambil masa sehari penuh, PVDC lebih lama lagi, dan komposit aluminium–plastik hampir tidak menunjukkan sebarang perubahan tekanan walaupun selepas masa yang panjang. Mengapakah pengujian penghalang tinggi mengambil masa begitu lama?
Mengapa EVOH mengambil masa sehari
Kumpulan hidroksil EVOH yang banyak membentuk rangkaian ikatan hidrogen yang padat, memberikan penghalang oksigen/nitrogen ratusan kali lebih tinggi daripada filem PE biasa. Dalam ujian tekanan beza, gas mesti melintasi lapisan demi lapisan rantaian molekul, jadi resapannya amat perlahan. Tolok vakum pada sisi tekanan rendah mesti mengumpulkan cukup gas yang meresap untuk membentuk perubahan tekanan yang boleh dikenal pasti sebelum kadar transmisi yang stabil boleh dikira; EVOH mungkin hanya menghasilkan beberapa pascal sejam — kadangkala kurang daripada 1 Pa — jadi ia mengambil masa 20 jam atau lebih untuk terkumpul.
Mengapa PVDC lebih perlahan, dan aluminium–plastik hampir tidak dapat diukur
Rantaian PVDC lebih teratur dan lebih padat susunannya dengan kehabluran yang sangat tinggi, jadi kadar transmisinya satu urutan magnitud lebih rendah daripada EVOH; selepas lebih sepuluh jam, perubahan tekanan pada sisi rendah mungkin masih di bawah 10 Pa, jadi biasanya diperlukan 30 jam atau lebih, dan 40+ bagi gred penghalang ultra tinggi. Komposit aluminium–plastik mempunyai teras kerajang logam yang kadar transmisi teoretikalnya pada dasarnya sifar; resapan yang samar itu hampir keseluruhannya berpunca daripada lubang jarum, kecacatan lapisan atau kebocoran di tepi. Kuantiti gasnya begitu kecil sehingga perubahan pada sisi rendah boleh kekal di bawah 1 Pa — di bawah keupayaan resolusi tolok konvensional — lalu menghasilkan keadaan "hampir tidak dapat diukur".
Mengapa pemvakuman dan penyahserapan penting
Pemvakuman bukan sekadar formaliti. Dalam pengujian penghalang tinggi, walau sedikit gas sisa di dalam kebuk pun boleh melebihi jumlah gas yang meresap melalui sampel, dan secara langsung memalsukan data. Pemvakuman mempunyai dua tujuan: pertama, menyingkirkan udara dan lembapan yang terjerap pada kebuk, tiub dan permukaan sampel supaya ia tidak terlepas secara perlahan dan mengganggu pemantauan pada sisi rendah; kedua, menarik tekanan awal sistem menghampiri vakum dan menghapuskan gangguan latar pada puncanya.
Penyahserapan sama pentingnya. Di bawah tekanan normal, dinding kebuk, dinding tiub dan permukaan sampel menyerap sejumlah besar udara dan lembapan; sebaik sahaja dipam ke vakum, molekul-molekul ini terlepas secara perlahan. Dalam pengujian penghalang tinggi, kuantiti yang terlepas itu boleh melebihi apa yang meresap melalui sampel; memulakan ujian sebelum penyahserapan stabil akan menyalahtafsirkan gas yang terlepas sebagai resapan sampel dan menghasilkan nilai yang jauh melebihi nilai sebenar.
Apakah yang mempengaruhi tempoh ujian
- Gred penghalang bahan — semakin tinggi penghalangnya, semakin sedikit gas yang melaluinya dalam satu unit masa dan semakin lama masa pengumpulan;
- Resolusi tolok vakum — julat sensor yang lebih besar menaikkan lantai resolusi dan memerlukan lebih banyak masa untuk mengumpulkan perubahan yang mencukupi;
- Kepantasan penyahserapan sistem — dinding kebuk yang lebih kasar dan lebih banyak bendasing terjerap bermakna masa penstabilan yang lebih panjang;
- Kestabilan suhu persekitaran — turun naik yang lebih besar memaksa instrumen meluangkan lebih banyak masa untuk membatalkan gangguan terma;
- Tahap vakum sistem — kebocoran kecil memaksa ujian yang lebih lama bagi pemadanan data;
- Ketebalan sampel — bagi bahan yang sama, sampel yang lebih tebal bermakna laluan yang lebih panjang dan resapan yang lebih perlahan;
- Jenis gas ujian — molekul yang lebih besar meresap lebih perlahan dan mengambil masa yang lebih lama;
- Isi padu kebuk — kebuk tekanan rendah yang lebih besar menunjukkan perubahan tekanan yang lebih kecil bagi resapan yang sama;
- Ketepatan yang diperlukan — kebolehulangan yang lebih ketat menuntut titik data yang lebih stabil;
- Pra-rawatan — lebih banyak pelarut/lembapan sisa pada permukaan bermakna penyahgasan yang lebih panjang.
Bagaimana memendekkan masa sambil mengekalkan ketepatan
Prakeringan sampel untuk menyingkirkan lembapan permukaan mengurangkan beban penyahserapan dengan banyak; selepas pemasangan, panjangkan pra-pemvakuman supaya penyahserapan selesai lebih awal; pilih tolok berketepatan tinggi berjulat kecil yang sepadan dengan gred penghalang yang dijangkakan, bukannya menggunakan sensor berjulat besar pada sampel yang resapannya sangat rendah; dan rancang kelompok supaya menggunakan tetingkap malam yang stabil untuk operasi berterusan.
Bagi memastikan ketepatan: pastikan suhu persekitaran dalam lingkungan ±0.1 °C, sahkan kadar kebocoran secara berkala supaya kebocoran sistem kekal jauh di bawah resapan sampel, tunggu sehingga penyahserapan stabil sepenuhnya sebelum memulakan ujian, dan tetapkan syarat tamat yang munasabah bagi setiap gred penghalang. Sistem vakum berkelajuan tinggi, injap berketepatan tinggi dan kawalan pintar dapat mengurangkan hampir separuh kitaran yang dahulunya mengambil berpuluh jam sambil mengekalkan data yang mematuhi GB/T 1038 dan piawaian yang seumpamanya.
