測試橡膠氣囊氣體透過性能的方法

摘要：橡膠氣囊中的充填氣體量是決定其能否發揮預期使用效果的重要因素，除氣囊密封性外，所使用的橡膠對氣體的阻隔性能直接影響氣囊保存氣體的能力。本文利用VAC-V2壓差法氣體滲透儀測試某品牌橡膠堵水氣囊的空氣透過率，并通過對試驗原理、設備參數及適用范圍、試驗過程等內容的介紹，為檢測橡膠氣囊氣體透過性能提供參考。

關鍵詞：氣體透過率、氣體透過量、阻隔性能、橡膠氣囊、壓差法氣體滲透儀、空氣透過率

1、意義

橡膠氣囊為充氣產品，具有外形柔軟、可變形、可折疊、使用后方便拆除、使用便利等特點，常見的橡膠氣囊可用于堵水施工、滲漏檢測、船舶消音、減震、建筑施工等領域，通過充填壓縮氣體使氣囊伸展膨脹達到截面設計要求而發揮作用。以橡膠堵水氣囊為例，該類氣囊主要用于有水管道堵水作業，將橡膠氣囊中充入一定壓力的空氣，使氣囊填滿整個管道，利用氣囊壁與管道間的摩擦力阻斷水流，為了使氣囊能與管道壁有效接觸，要求氣囊中始終保持一定量的氣體，即具有良好的密封性和較高的阻隔性。特別是使用時間較長的橡膠氣囊，其對充填氣體的阻隔性應更高，以防止使用期間因氣囊中的氣體大量向外滲透而影響使用效果。因此加強橡膠氣囊對充填氣體阻隔性能的測試顯得尤為必要。

圖1 各種類型橡膠氣囊

2、檢測樣品

以某企業生產的橡膠堵水氣囊為檢測樣品。

3、檢測依據

本次試驗采用壓差法原理測試樣品的空氣透過率，試驗過程參考GB/T 7755-2003《硫化橡膠或熱塑性橡膠 透氣性的測定》。

4、試驗設備

本文采用VAC-V2壓差法氣體滲透儀測試樣品對空氣的阻隔性能，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。

圖2  VAC-V2壓差法氣體滲透儀

4.1試驗原理

裝夾好的試樣將設備的上、下測試腔隔開，上腔中充入一定壓力的試驗氣體，下腔為真空，如此試樣兩側便形成了一定的壓差，試驗氣體的壓力差的作用下，由上腔滲透過試樣進入下腔，通過測試下腔壓力的變化，即可得到試樣的氣體透過率。

4.2 設備參數

設備的測試范圍為0.05 ~ 50000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，真空分辨率可達到0.1 Pa；控溫范圍為5℃ ~ 95℃，控溫精度為±0.1℃；控濕范圍為0%RH、2%RH ~ 98.5%RH、RH，控濕精度為±1%RH，可滿足不同試驗條件下的檢測需求；有三個*獨立的試驗腔，可同時測試三種相同或不同的試樣；可進行任意溫度下的數據擬合，輕松獲得測試條件下的試驗結果；經過改制，本設備還可支持有毒（分隔符）氣體、易燃易爆氣體的測試；提供標準膜進行快速校準，保證檢測數據的準確性和通用性；支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和檢測報告。

4.3 適用范圍

(1) 本設備專業用于多種片材、薄膜試樣在各種溫度下的氣體透過率、滲透系數、溶解度系數、擴散系數的測試。片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。薄膜類包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜等膜狀材料。

(2) 本設備還可擴展到航空航天用材料、紙及紙板、漆膜、玻纖布、玻纖紙、化妝品軟管片材、各種橡膠片材等材料的透氣性測試。

(3) 本設備適用于多種氣體的透過率測試，如氮氣、氧氣、二氧化碳、氦氣、空氣等。

(4) 本設備滿足多項國家和標準，如GB/T 7755-2003、ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003等。

5、試驗過程

(1) 制樣

用取樣器從待測橡膠氣囊樣品表面裁取3片直徑為97 mm的試樣。

(2) 裝樣

在每個試驗腔測試區域周邊涂抹一層真空油脂，將直徑65 mm的濾紙置于測試區域，然后覆上所制試樣，除去試樣與所接觸測試腔間的氣泡，并用夾緊裝置夾緊。

圖3 試樣裝夾圖

(3) 參數

設置試樣名稱、試驗溫度、試驗濕度、試樣厚度等參數信息。

(4) 試驗

點擊試驗選項，試驗開始，設備自動記錄下腔壓力的變化情況，并在試驗結束后，根據測試情況顯示試驗結果。

6、試驗結果

本次所測試橡膠堵水氣囊樣品3片試樣空氣透過率的平均值為35.7462 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、結論

橡膠氣囊的阻隔性能是決定其內部充填氣體能否長時間保存的重要因素，對氣囊的使用性能具有重要影響。本文檢測了某橡膠堵水氣囊樣品的空氣透過率，整個測試操作過程簡單，一次試驗測試3個試樣，試驗效率高，試驗結果的重復性、穩定性好，測試精度高，可以真實的反映出所測試樣品對空氣的阻隔性能。根據不同用途氣囊中充填氣體的不同，更換測試氣體，利用該方法即可測試對相應氣體的阻隔性能。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備研發、生產與包裝檢測服務的高新技術企業，現有檢測設備包括氧氣透過率檢測設備、水蒸氣透過率檢測設備、電子拉力試驗機、頂空氣體分析儀、摩擦系數儀、密封試驗儀等類型的檢測設備。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術溝通與合作！