| 摘要 |
本文結合稱重法的測試原理以及70版、88版GB 1037標准和其參照標准ASTM E96對GB 1037進行系統介紹，指出它是薄膜透濕性測試方法稱重法的綜合標准，單純地將其理解為增重法或者在討論稱重法時只說增重法而忽略減重法都是錯誤的。 |
| 關鍵詞
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GB 1037,透濕性,稱重法,杯式法
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隨著我國軟包裝行業的興起和飛速發展，作為目前國內唯一的薄膜材料透濕性測試方法標准，GB 1037《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法——杯式法》擔負了提供准確的測試方法並獲得科學測試數據的重大責任。最初，軟包材透濕性能的檢測並未獲得重視，隨著上世紀90年代起市場對於高性能、多功能材料的需求，該項檢測逐步得到重視和推廣，但在此過程中，部分業內人士由於對GB 1037缺乏系統認識而產生了一些片面觀點，例如認為該標准僅采用增重法而不包含減重法等。本文將結合稱重法的測試原理以及70版、88版GB 1037標准和其參照標准ASTM E96對GB 1037進行系統介紹。
1.稱重法測試原理及實際應用
稱重法（Gravimetric Method）是在規定的溫度條件下，在試樣兩側保持一定的水蒸氣壓差，然後利用稱重傳感器或分析天平把透濕杯的重量變化“稱”出來，再根據試樣的面積、厚度、稱量間隔時間以及試樣兩側的濕度差計算出材料的透濕性能參數。由於其特征測試元件是透濕杯，所以又叫杯式法（Cup Method）。
從稱重法測試原理可以看出，它只要求在試樣兩側保持一定的相對濕度差作為測試條件，但是並沒有規定試樣哪一側的濕度應該高，這絕對不是測試原理的缺陷，否則經過半個多世紀的廣泛使用早就會被指出並更正了，而是因為指定試樣兩側的濕度沒有任何意義，無論試樣哪一側的濕度高，通過測量透濕杯重量的變化都能獲得正確的測試數據。因此透濕杯內側濕度高、外側乾燥（減重法），與透濕杯內側乾燥而外側濕度高（增重法），都是滿足稱重法測試原理的。而且塑料薄膜的實際應用環境相差很大，有時薄膜兩側都是乾燥的，有時一側乾燥一側潮濕，有時兩側都會比較潮濕，因此若標准中規定僅采用增重法或者減重法來檢測全部類型的包裝材料顯然是比較片面的，根據實際條件選擇測試方法應該說是最合理的，不但能更好地模擬使用環境，而且測試數據更具有實際參考意義。
在實際的應用中，無論是增重法還是減重法，其檢測設備都是由稱重傳感器（或者分析天平）、恆溫恆濕箱、透濕杯三部分組成，只是進行增重法試驗時，是在透濕杯中放入乾燥劑而將恆溫恆濕箱的濕度調高，進行減重法試驗時，是在透濕杯中放入蒸餾水或其他能產生高濕度的溶劑而將恆溫恆濕箱的濕度調低而已。
2.GB 1037的制訂以及修訂情況介紹
2.1 GB 1037-70
第一版GB 1037標准全名是《塑料透濕性試驗方法》，適用於檢測塑料薄膜、復合薄膜和人造革的透濕性能，由中華人民共和國燃料化學工業部提出，由中國科學院發布，自1970年10月1日開始試行。盡管該版標准相對於後來的88版標准在測試原理以及指標定義方面都更顯不足，然而在具體試驗步驟以及操作方便性上都具有優勢。例如，這個標准在透濕杯的設計上采用的是操作簡便的螺紋口旋緊方式，試樣裝夾密封依靠兩道橡皮墊圈以及一道金屬墊圈。70版GB 1037同時包含了增重法以及減重法兩種測試方法，並對兩種方法的使用情況進行了簡單的介紹：通常在透濕杯中裝入蒸餾水（減重法），而只有在檢測親水性試樣時纔在透濕杯中裝入無水氯化鈣（增重法），這一點跟ASTM E96中關於增重法與減重法應用的選擇是很接近的。整個標准盡管包括兩種測試方法，但是無論在測試原理、試驗裝置、試樣處理還是計算公式等方面這兩種方法都沒有任何分別。同時，該標准在測試環境上還給實際操作提供了很好的發揮空間，要求：“非親水性試樣一側乾燥，另一側為100％。親水性試樣按產品標准規定，或按使用時要求的相對濕度。”為進行特殊條件下的透濕性能試驗提供了依據。
2.2 參照標准ASTM E 96
ASTM E96是目前制訂時間最久的稱重法標准，也是制訂時間最久的透濕性測試方法標准。第一版制訂於1953年，其後多次進行修訂。該標准同時包括增重法和減重法兩種測試方法，對測試方法的選擇以及數據比較有明確的描述，該標准認為兩種測試方法都是基礎方法，所得數據都是科學有效的，不應該僅從數據上進行比較，在實際測試時應該按照材料的實際應用環境選擇采用哪一種方法。該標准是目前對於稱重法介紹最為嚴格、系統的標准，然而它在介紹測試原理、試驗裝置、試樣處理以及計算公式幾方面並沒有按照測試方法進行區分，可見即使是按照最嚴格的描述，增重法和減重法在這些方面也是完全一致的，只在試驗步驟（尤其是透濕杯准備及試樣裝夾）的介紹中按照測試方法進行分別說明。從ASTM E96的這種編寫方式上也可以看出，在討論稱重法的時候應該對增重法和減重法合並分析，僅說增重法或者僅說減重法都不能完全代表稱重法。
2.3 GB 1037-88
盡管GB 1037-88《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法 杯式法》是參照ASTM E96標准對GB 1037-70的修訂版，然而由於標准起草單位改變，因此在標准內容的側重點上出現了轉移。與70版標准相比，該版標准更加突出杯式法的測試原理以及透濕性參數的定義，同時弱化了對具體檢測設備以及試驗步驟的描述。
GB 1037-88由北京市塑料研究所負責起草，由全國塑料標准化技術委員會物理力學試驗方法分會歸口。88年修訂版本最重要的貢獻是針對包裝行業的特點明確了各個透濕性能參數的定義以及意義，同時更加強調測試原理，這不但為標准的應用推廣做好了鋪墊，更為我國的阻隔性檢測技術與國際接軌鋪平了道路。然而該版標准在具體操作上所作出的一些改變在實際應用上遇到了較大的難度，例如該版標准中透濕杯密封所采用的臘封方法在實際操作中難度很大，因而實際密封效果並不理想，同時，該版標准在試驗條件中只采取了90±2％RH一種相對濕度條件，不利於進行特殊條件下的透濕性檢測。比較突出的是，該版標准由於弱化了對於具體操作步驟的描述從而引起了一些誤解，例如在提到實現相對濕度的方法時只例舉了在透濕杯內部放入乾燥劑的方法，使得一些標准使用者認為使用蒸餾水或者其他試劑都是錯誤的，然而該版標准在名稱中更加突出“杯式法”，就是說明標准的內容不會只局限在“增重法”上，因而這種理解是不正確的。
3. 總結
系統分析GB 1037標准可以看出，它是薄膜透濕性測試方法稱重法的綜合標准，單純地將其理解為增重法，或者在討論稱重法時只說增重法而忽略減重法都是錯誤的。在討論稱重法的時候應將增重法和減重法合並分析，僅說增重法或者僅說減重法都不能完全代表稱重法。