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溫度是實驗室環(huán)境條件之一，除非有特別要求通常都要求試驗環(huán)境恒定溫濕度。對于高分子聚合物來講，溫度的變化能給材料的各項性能都帶來顯著的影響，且這種影響因具體材料性能的差別而有變化，不能統(tǒng)一而論，需要具體情況具體分析。蘭光實驗室正在籌建的材料透氣性能數(shù)據(jù)庫中，一項重要內(nèi)容就是檢測各種材料從深冷到高溫下的各個溫度點上的透氧量。專家日前專門介紹了“聚碳酸酯透氧量檢測數(shù)據(jù)”。聚碳酸酯(PC)是在分子鏈中含有碳酸酯的一類高分子化合物的總稱，也是一種聚酯。雙酚A型聚碳酸酯是產(chǎn)量最大、用途最廣的一種聚碳酸酯，也是發(fā)展最快的工程塑料之一。雙酚A型聚碳酸酯具有優(yōu)良的耐沖擊強度、耐蠕變性、耐熱性和耐寒性，可在-100～140℃溫度范圍內(nèi)使用，可見光的透過率可達(dá)90%左右，具有較高的抗張強度、抗彎強度、伸長率和剛性，耐老化性、電性能優(yōu)良，吸水率低，但耐油性、耐磨性和加工性能欠佳。據(jù)專家介紹，聚碳酸酯廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑機械、辦公自動設(shè)備、包裝業(yè)、運動器械、醫(yī)療保健和家庭用品等領(lǐng)域。聚碳酸酯透氧量檢測數(shù)據(jù)檢測技術(shù)如何?標(biāo)準(zhǔn)中要求材料透氣性的標(biāo)準(zhǔn)檢測環(huán)境是23℃。由于檢測設(shè)備或者不具備控溫功能，或者其檢測元件不能在過高或過低的溫度條件下使用，因此通常的透氣性檢測設(shè)備都只能在室溫附近或稍大一點的溫度范圍內(nèi)使用。對于非控溫的檢測設(shè)備只能通過調(diào)節(jié)試驗室溫度來達(dá)到控溫的目的，既使設(shè)備具有控溫功能，所能提供的實際測試溫度往往還是局限在0℃～50℃之間。
雖然在其他特殊溫度下進(jìn)行材料的透氣性測試有一定的實際檢測需求，但對溫度范圍的要求并不一致，有的需要在-5℃檢測就可以了(例如果蔬保鮮)，但是也有的需要在-30℃或更低的溫度下進(jìn)行，而且對特殊溫度進(jìn)行控溫并檢測材料的透氣性目前在商業(yè)上很難實現(xiàn)，成本非常高。為了滿足這些特殊的檢測需要，并方便研究人員對材料的滲透系數(shù)，隨溫度的變化有一個整體的了解，LabthinkVAC-V1在已實現(xiàn)的室溫～50℃控溫基礎(chǔ)上，又以這些實際測試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照經(jīng)典膜技術(shù)中對于溫度影響的闡述，提供在不同溫度下獲得滲透性能各項參數(shù)的數(shù)據(jù)擬合功能。專家介紹說，曲線擬合(CurveFitting)是用連續(xù)曲線近似地刻畫，或比擬平面上離散點組所表示的坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系的一種數(shù)據(jù)處理方法，是用解析表達(dá)式逼近離散數(shù)據(jù)的一種方法。在科學(xué)實驗或社會活動中，通過實驗或觀測得到量x與y一組數(shù)據(jù)對(xi，yi)(i=1，2，…m)，其中各xi是彼此不同的。人們希望用一類與數(shù)據(jù)的背景材料規(guī)律相適應(yīng)的解析表達(dá)式，y=f(x，c)來反映量x與y之間的依賴關(guān)系，即在一定意義下“最佳”地逼近或擬合已知數(shù)據(jù)。
f(x，c)常稱作擬合模型，式中c=(c1，c2，…cn)是一些待定參數(shù)。當(dāng)c在f中線性出現(xiàn)時，稱為線性模型，否則稱為非線性模型。實際工作中變量間未必都有線性關(guān)系，因此為了更好地對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析最常采用的方法就是進(jìn)行曲線擬合。LabthinkVAC-V1氣體滲透儀所采用的是基于Arrhenius方程的擬合方法，采用多種材料進(jìn)行擬合數(shù)據(jù)驗證，驗證數(shù)據(jù)理想。專家表示，蘭光實驗室采用125μm的聚碳酸酯薄膜，在10℃～45℃的溫度環(huán)境下進(jìn)行材料的透氧量試驗，使用設(shè)備是LabthinkVAC-V1氣體滲透儀。試驗溫度分別是10、23、30、35、40、45，在每個溫度點進(jìn)行的有效試驗次數(shù)不少于3次，測試數(shù)據(jù)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在3.5%以內(nèi)。利用VAC-V1所具有的數(shù)據(jù)擬合功能獲得聚碳酸酯薄膜，在-120～350℃(即153K～623K)中任一溫度下的透氧量擬合數(shù)據(jù)。這個溫度范圍的選取是按照常用塑料的脆化溫度，以及熱力學(xué)轉(zhuǎn)化溫度進(jìn)行的，并結(jié)合了一般薄膜材料的實際使用溫度，是一個比較全面的溫度范圍。當(dāng)然如果使用的測試氣源是氮氣或是其他無機氣體，也可以利用設(shè)備的數(shù)據(jù)擬合功能獲得其他氣體對于材料的透氣量。
專家說，需要特別注意的是：由于有機氣體在滲透通過薄膜時存在溶漲現(xiàn)象，因此使用擬合功能時具有一定的限制性。檢測表明：聚碳酸酯透氧量隨溫度的上升影響明顯，因此依據(jù)膜技術(shù)理論，在檢測試樣透氣性及透氣量的同時還可以檢測材料的溶解度系數(shù)和氣體在材料中的擴散系數(shù)。當(dāng)然材料的滲透系數(shù)與透氣量是成正比的，因此隨溫度的增長變化趨勢與圖1中的曲線是一致的。聚碳酸酯薄膜在-120℃～350℃的溫度范圍內(nèi)任意溫度點的透氧量數(shù)據(jù)庫已經(jīng)由Labthink蘭光實驗室建成，通過這些特殊溫度下的透氧量數(shù)據(jù)可以幫助用戶合理有效地進(jìn)行包裝材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計。蘭光實驗室將要進(jìn)行聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀等包裝常用材料的檢測，并建立相應(yīng)材料在-120～350℃的溫度范圍內(nèi)透氧量的數(shù)據(jù)庫，借助這些數(shù)據(jù)所設(shè)計的材料結(jié)構(gòu)，能使其阻隔性能更好地滿足特殊溫度下的包裝需求。
