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可降解PBAT薄膜水蒸气透过率模拟预测试法开发(ENISO15105-3)

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:本研究开发了基于ENISO15105-3标准的可降解PBAT薄膜水蒸气透过率模拟预测方法,采用数值模型结合实验验证,预测薄膜在不同温湿度条件下的渗透性能。核心检测对象为PBAT薄膜的透湿特性,关键项目包括水蒸气透过率(WVTR)、透湿系数计算及模型精度验证,优化薄膜厚度、孔隙率和环境参数影响分析,提升材料设计效率与环保应用价值。方法通过标准测试条件(23°C/50%RH)确保数据可比性,支持降解材料性能评估。

检测项目

水蒸气透过性能:

  • 水蒸气透过率:标准范围0.5-50 g/m²·d(参照EN ISO 15105-3)
  • 透湿系数:计算值(g·mm/m²·d·kPa)
  • 湿度依赖性:相对湿度30-90%影响分析
机械性能:
  • 拉伸强度:≥10 MPa(参照ASTM D882)
  • 断裂伸长率:≥200%
  • 弹性模量:50-500 MPa
热性能:
  • 玻璃化转变温度:-30至0°C(参照ISO 11357)
  • 熔融温度:110-130°C
  • 热稳定性:分解温度≥250°C
化学组成:
  • PBAT含量:≥90 wt%
  • 添加剂残留:≤0.1%
  • 分子量分布:PDI值1.5-2.5
降解性能:
  • 生物降解速率:90天内≥90%降解(参照ISO 14855)
  • 堆肥降解率:标准值(g CO2/g样品)
  • 水解稳定性:pH 5-9影响测试
表面特性:
  • 接触角:水接触角60-100°
  • 表面粗糙度:Ra值≤0.5 μm
  • 孔隙率:计算值(%)
厚度测量:
  • 薄膜厚度:标准范围20-100 μm
  • 厚度均匀性:CV值≤5%
  • 密度:1.20-1.30 g/cm³
光学性能:
  • 透光率:≥85%(参照ASTM D1003)
  • 雾度:≤5%
  • 颜色稳定性:ΔE≤1.0
密封性能:
  • 热封强度:≥15 N/15mm
  • 剥离强度:≥10 N/25mm
  • 密封完整性:泄漏率测试
环境适应性:
  • 温度循环:-20至50°C影响
  • 湿度循环:30-90%RH影响
  • UV老化:500小时保持率≥80%

检测范围

1. PBAT薄膜: 纯聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯材料,重点检测水蒸气透过率、降解速率和机械强度,确保模型预测准确性。

2. PLA薄膜: 聚乳酸基薄膜,侧重透湿性、热稳定性和生物降解性,评估环境适应性。

3. PBAT/淀粉共混薄膜: 淀粉比例20-50%,检测水蒸气阻隔性、混合均匀度和降解效率。

4. PBAT/PCL复合材料: 聚己内酯添加量10-30%,重点测试透湿系数、柔韧性和堆肥降解率。

5. PBAT/PLA层压薄膜: 多层结构,检测界面结合强度、水蒸气渗透路径和密封性能。

6. 淀粉基薄膜: 天然淀粉改性材料,侧重透湿性、脆性改善和生物降解验证。

7. 纤维素纳米纤维增强薄膜: 纳米纤维含量5-20%,检测水蒸气透过率、力学增强和环境稳定性。

8. PBAT/碳酸钙填充薄膜: 填充率10-40%,重点测试透湿性、密度和降解可控性。

9. 可降解包装膜: 食品级应用,检测水蒸气阻隔、密封完整性和迁移物残留。

10. 农业地膜: 户外使用,侧重UV稳定性、水蒸气渗透率和土壤降解速率。

检测方法

国际标准:

  • EN ISO 15105-3 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定
  • ASTM E96 材料水蒸气透过性标准试验方法
  • ISO 527-3 塑料拉伸性能测定
  • ISO 11357 塑料差示扫描量热法
  • ISO 14855 塑料材料堆肥降解测定
国家标准:
  • GB/T 1037 塑料薄膜和片材水蒸气透过性试验方法
  • GB/T 1040.3 塑料拉伸性能测定
  • GB/T 2918 塑料试样状态调节和试验标准环境
  • GB/T 19277.1 塑料材料生物降解率测定
  • GB/T 2410 透明塑料透光率和雾度测定
(方法差异说明:EN ISO 15105-3与GB/T 1037在测试湿度控制上存在差异,EN ISO固定50%RH而GB/T允许范围调整;ASTM E96与ISO方法在试样尺寸和计算式上不同;降解测试中ISO 14855采用密闭呼吸计法而GB/T 19277.1使用重量损失法。)

检测设备

1. 水蒸气透过率测试仪: PERME W3/330(测量范围0.001-10000 g/m²·d,精度±2%)

2. 万能材料试验机: Instron 5967(载荷0.01-30kN,精度±0.5%)

3. 差示扫描量热仪: DSC 2500(温度范围-90-600°C,灵敏度0.1μW)

4. 热重分析仪: TGA 550(温度范围室温-1000°C,分辨率0.1μg)

5. 接触角测量仪: OCA 50(角度范围0-180°,精度±0.1°)

6. 表面粗糙度测试仪: Surftest SJ-410(测量范围0.01-80μm,分辨率0.001μm)

7. 厚度测量仪: Mitutoyo 293-831(量程0-12.7mm,精度±1μm)

8. 分光光度计: CM-3600A(波长范围360-740nm,精度±0.1%)

9. 热封试验机: Labthink HST-H3(温度范围室温-300°C,压力0-1MPa)

10. 环境试验箱: ESPEC PL-3KPH(温度范围-40-150°C,湿度10-98%RH)

11. 紫外老化箱: Q-SUN Xe-3(辐照度0.35W/m²,波长290-400nm)

12. 生物降解测试系统: Respirometer BMP-Test(CO2测量范围0-100%,精度±1%)

13. 显微镜: Olympus BX53(放大倍数50-1000X,分辨率0.2μm)

14. 气相色谱仪: GC-2014C(检测限0.1ppm,精度±0.5%)

15. 熔融指数仪: MI-1234(负荷2.16kg,温度190°C)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

可降解PBAT薄膜水蒸气透过率模拟预测试法开发(ENISO15105-3)
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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