SU1045083A1 - Способ определени проницаемости полимерной мембраны - Google Patents

Способ определени проницаемости полимерной мембраны Download PDF

Info

Publication number
SU1045083A1
SU1045083A1 SU813329137A SU3329137A SU1045083A1 SU 1045083 A1 SU1045083 A1 SU 1045083A1 SU 813329137 A SU813329137 A SU 813329137A SU 3329137 A SU3329137 A SU 3329137A SU 1045083 A1 SU1045083 A1 SU 1045083A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
penetrant
gas
carrier
carrier gas
passed
Prior art date
Application number
SU813329137A
Other languages
English (en)
Inventor
Владислав Леонидович Луньков
Юрий Павлович Рыбалченко
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8644
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8644 filed Critical Предприятие П/Я В-8644
Priority to SU813329137A priority Critical patent/SU1045083A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1045083A1 publication Critical patent/SU1045083A1/ru

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОЛИМЕРНОЙ МЕААБРАНЫ, заключающийс  в анализе газа-носител  на содержание пенетранта, прошедшего через мембрану в количестве J , и анализе компенсационного газаносител , отличающийс  тем, 4Tq с целью повьпдени  точности определени , дополнительно анализируют газноситель на содержание пенетранта, прошедшего через мембрану, и анализируют компенсационный газ-носитель при условии ,что в поток компенсациэнного гаэа-но- сигел  непрерывно ввод т стабильное во времени количество JQ-X J вещества,ипентичногопенетранту по детектируемым свойствам.®

Description

Фие. OOJ Изобретение относитс  к контрольно измерительной технике и может найти применение в химической, строительной , текстильной и других отрасл х промышленности при исследовании проницаемости полимерных мембран, а также при испытани х упаковочных пленок дл  пишевых npojpyKTOB, электроизол ционных пленок, селективных мембран и других изделий. Наиболее перспективными среди концентрационных методов определени  проницаемости полимерных пленок  вл ютс  газохроматографические методы, которые позвол ют проводить анализ в изостатическом режиме, т.е. при условии сохранени  равенства абсолютных давлений газов (или паров) по обе стороны пленки, что исключает деформацию пленки во врем  испытаний. Преимущество г зохроматографических методов сос:тоит в том, что испытани  проницаемости пле ки можно проводить одновременно нескси кими газами с последующим их разделен ем на хроматографической колонке. Известен способ определени  проницаемости газовых смесей :и паров через полимерные плешей, основанный на пропускании газа-пенетранта над одной из сторон пленки, .заключенной в диффузионную  чейку, выделении части пенетранта с другой стороны пленки в поток газа-носител  и транспортировании полученной смеси в аналитическую систему , В одном из вариантов способа смесь пенетранта с газом-носителем подают непосредственно в детектор теплопроводности , выходной .сигнал .-которого регистрируют в виде интегральной кривой показывающей динамику подхода проницае мости к устойчивому состо нию. Другой вариа т предусматривает использование в качестве пенетранта смеси различных газов, которые после прохождени  через пленку подвергают газохрома тогреф чес ко му анаепизу. Дл  компенсации изменений скорости газа-носител , вли ющих на выходной сигнал детектора, перед подаче в диффузионную  чейку поток газа-носите л  пропускают через сравнительную  чейк детектора Г 1 . Однако , при использовании укеизанного способа изменение скорости потока газаносител  приводит к изменению в нем ко центрации пенетранта, что отрицательно сказываетс  на точности анализа. Известен также способ хроматографического определени  газопроницаемости пленок, заключающийс  в том, что анализируемый газ (пенетрант) подают в верхнюю камеру диффузионной  чейки с испытуемой пленкой, В нижнюю камеру подают газ-носитель, например, гелий, В зависимости от проницаемости пленки величину потока газа-носител  устанавливают в пределах 1-50 см /мин. Газноситель вымывает из нижней камеры Пенетрант, пррдиффундировавщий через пленку КЗ верхней камеры. Смесь газаносител  с пенетрантом проходит через мерный объем и попадает на измеритель расхода. После установлени  посто нной концентрации пенетранта в нижней камере .газ-носитель выталкивает анализируемую смесь в разделительную колонку хроматографа и далее в детектор. Подключив выход верхней камеры к хроматографу, аналогичным образом наход т содержа- Hi:e в ней пенетранта. По значени м концентрации пенетранта в верхней и нижней камерах диффузионной  чейки суД т о проницаемости пленки f2 . Недостатком данного способа  вл етс  необходимость точного поддержани  расхода газа-носител , так как анализ содержани  пенетранта в верхней и нижней камерах провод т в разное врем . Кроме того, способ неприменим дл  испытани  гшенок, обладающих малой проницаемостью , из-за существенного различи  (на несколько пор дков) концент-раций пенетранта в верхней и нижней камерах диффузионной  чейки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ определени  проницаемости полимерной мембраны, заключающийс  в анализе газа-носител  .на содержание пенетранта прошедшего через мембрану в количестве J , и анализе компенсационного газа-носител , При осуществлении способа используют систему из двук диффузионных  чеек (рабочей и компенсационной), содержащих идентичные образцы испытуемой пленки, и двух хроматографов. При испытании пленки по дифференциальному методу пробу пенетранта ввод т в одну из камер, рабочей диффузионной  чейки. Часть пенетранта, прошедщего через пленку в другую камеру, отбирают потоком газаносител  и подают на хроматографический анализ. Дополнительно газ-носитель подают в компенсационную диффузионную  чейку дл  уменьщени  вли ни  изменений скорости потока газа-носител  в рабочей  чейке на выходной сигнал аналиэатора . Стабилизацию потоков газаносител  обеспечивают с помощью регул тора давлени  и вентилей тонкой регулировки Сз . Однако при использовании известного способа, не устран етс  вли ние изменени  скорости газа-носител  на содержан продиффундировавшего в него пенетранта Вследствие этого погрешность стабилиза ции скорости (расхода) газа-носител  полностью входит в суммарную погрешность анализа проницаемости и обычно н ходитс  в пределах 3-5% при колебани  давлени  и температуры в нормируемых диапазонах. Цель изобретени  - повышение точно ти определени  проницаемости мембраны путем уменьшени  погрешности анализа, вьюванной нестабильностью потока газаносител . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  прони цаемости полимерной мембраны, заклю (чающемус  в анализе газа-носител  на содержание пенетранта, прошедшего чере мембрану в количестве Э, и анализе ком пенсационного газа-носител , дополнител но анализируют газ-носитель на содержание прнетранта, прошедшего через , мембрану, и анализируют компенсационi ный газ-носитель при условии, что в поток компенсационного газа-носител  непрерывно ввод т стабильное во времени количество ЗдЛЗ вещества, идентичного пенетранту по детектируемым свойствам. На фиг. 1 показана схема установки дл  осуществлени  предлагаемого способа; на фиг. 2 - дифференциальные кривые проницаемости мембраны шт  однокомпонентного газа или пара. Установка содержит диффузионную  чейку 1 с испытуемым образцом мембраны (пленки) 2 и стабильный источник 3 вещества, идентичного пенетрангу , установленные в общем термостате 4, регул тор 5 давлени  пенетранта, регул тор 6 давлени  газа-носител , регулируемые дроссели 7, вентиль 8 и анализатор 9. Дл  измерени  давлений и скоростей газовых потоков в установке предусмотрены соответственно манометр 1О и пленочный расходомер 11, Перед началом испытаний устанавливают определенную температуру в термо стате 4 и после её стабилизации производ т установку требуемых давлений и скоростей газовых потоков (использу  1 83а дл  этого газ-носитель) с помсинью регул торов 5 и 6, дросселей 7, манометра 10 и расходомера 11. При этом добиваюгс  равенства значений соответствующих параметров во всех.каналах. После промывки газом-носителем всех полостей и коммуникаций производ т испытани  образца при отключенном стабильном источнике потока вещества, идентичного пенетрангу. При этом с памощью анализатора 9 фиксируют значение сигнала, пропорционального величине потока (О ) пенетранта, прюникающего через образец при заданных расходах газа-носител  и температуре термостатировани . Та- « КИМ образом, име  приближенные данные о значении потока, с помсшью градуировочной характеристики устанавливают по ток стабильного источника С si-13, В момент времени f в верхнюю ка меру диффузионной  чейки 1 подают пенетрант, представл ющий собой смесь инертного газа с анализируемым однбили многокомпонентным веществом известной концентрации. Часть . пенетранта, прошедшего через мембрану 2 в нижнюю камеру, переноситс  потоком газа-носител  в анализатор 9. Дт;  анализа однокомпонентного вешества может быть .использован, например, детектор теплопроводности,. в измерительную  чейку которого подают смесь пенетранта с газом-носителем из нижней камеры диффузионной  чейки 1, а в сравнитэ1ьную - компенсационный поток газа-носител , содержащий вещество , выдел емое стабильным источ- НИКОМ, В этом случае изменение концентрации пенетранта в нижней камере диффузионной  чейки регистрируют в виде кривой, показанной на фиг. 2 сплошной линией. При этом, концентрацию пенетранта в любой момент времени определ ют как С( Г О, ... , Г ). С С. Использу  уравнени  Фика дл  диффузионных процессов, по найденным экспериментальным данным определ ют коэффициенты диффузии (D ), проницаемости (Р) и растворимости (и ). Дл  определени  характеристик селективной проницаемости мембраны в каче стве пенетранта используют многокомпонентные смеси, подаваемые, как и в первом случае, в диффузионную  чейку и в компенсационный поток газа-носител . В этом случае пробы газа, отбираемые с выхода диффузионной  чейки и стабильного источника, анализируют од- новременно двум  зфомагографами. Хрома тсграфические пики, полученные в результате анализа пробы из компенсационного потока, определ ют масштаб при измерении соответствующих компонентов пробы с выхода диффузионной  чейки, т.е. концентрацию отдельного компонента в каждом цикле анализа определ ют из выражени , , (i...,n), где, С., - концентраци  -1-го компоне та Соответственно на выходе диффузионной  чейки и в компенсационном потоке; Np. - параметр пика i -го компонента соответственно на выходе диффузионной  чейк и в компенсационном потоке Дл  многокомпонентных смесей с врем нами запаздывани  значительно большими чем врем  цикла анализа, мног КратныкГ отбором проб могут быть определены все указанные параметры проницаемости в одном эксперименте. В качестве стабильного источника вещества, подаваемого в компенсационный поток газа-носител , может быть испспь зован диффузионный дозатор, представл ю щий собой ампулу из полимерного матери ла, заполненную анализируемым веществом Предлагаемый способ позвол ет существенно снизить погрешность ан.ализа , вызываемую нестабильностью скорости (расхода) газа-носител . Пример. Концентраци  пенетран- .та в потоке, газа-носител  D с,--где О - диффузионный поток пенетранга; Gi - поток газа-носител . Изменение потока газа-носител  вызывает соответственное изменение концентрации в нем пенетранта где Q ПОТОК газв-носител  в различные моменты времени. Здесь величина Л С характеризует абсолютную погрешность анализа, вызванную нестабильностью потока гаэа-но- 55 сител , при определении параметров проницаемости известным методом (пунктирна  крива  на фиг.2). При определении параметров проницаемости по предлагаемому способу погрешность анализа можно выразить за - висимостью сГС ЛС-.С, Э гдеОд - поток вещества из стабильного источника поток газа-и оси тел  . При услови х ( и G Si G последнее выражение принимает вид Р ЛС  j-,-. . о)Анализ приведенной зависимости пока зьгаает, что при , т.е. при достаточно близких значени х 3 и Э погрешность от нестабильности потока при определении коэффициента диффузии может быть уменьшена в два раза, а при определении коэффициента проницае- мости - на пор док и более, Имеютс  и другие возможности по- лучени  предварительных данных об укаэанном параметре J, При контроле пленочных материалов в услови х массового производства номинальные значени  параметров проницаемостй , как правило, известны. Поэтому задача контрол  сводитс  X уточнению этих параметров. Сведени  о проницаемости конкретных материалов можно найти в информационно-справочной литературе. При отсутствии априорных данных например, о новых полимерных материалах провод т их предварительные испытани  любым известным способом или в соответствии с предлагаемым способом. Таким образом, по сравнению с известными предлагаемый способ позвол ет проводить более точный анализ, не предъ вл   жестких требований к точности поддержани  параметров газовых потоков, что существенно упрощает его аппаратурную реализацию. Наличие веш.ества заданной кокцентрашзи в компенсационном потоке газа-носител  позвол ет производить градуировку анализаторов в испытательной установке без подсоединени  к ней каких-либо дополнительных устройств, причем проверка правильности измерений совмещаетс  непосредственно с процессом анализа.

Claims (1)

  1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОЛИМЕРНОЙ МЕААБРАНЫ, заключающийся в анализе газа-носителя на содержание пенетранта, прошедшего через мембрану в количестве □ , и анализе компенсационного газаносителя, отличающийся тем, 4tq с целью повышения точности определения, дополнительно анализируют газ носитель на содержание пенетранта, прошедшего через мембрану, и анализируют компенсационный газ-носитель при условии,что в поток компенсационногогаэа-но— ' сителя непрерывно вводят стабильное во времени количество Ί вещества, идентич— ного пенетранту по детектируемым свойствам.<g
SU813329137A 1981-08-17 1981-08-17 Способ определени проницаемости полимерной мембраны SU1045083A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813329137A SU1045083A1 (ru) 1981-08-17 1981-08-17 Способ определени проницаемости полимерной мембраны

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813329137A SU1045083A1 (ru) 1981-08-17 1981-08-17 Способ определени проницаемости полимерной мембраны

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1045083A1 true SU1045083A1 (ru) 1983-09-30

Family

ID=20973503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813329137A SU1045083A1 (ru) 1981-08-17 1981-08-17 Способ определени проницаемости полимерной мембраны

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1045083A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4944180A (en) * 1988-08-26 1990-07-31 The Dow Chemical Company Permeation measurement device
US5131261A (en) * 1988-08-26 1992-07-21 The Dow Chemical Company Permeation measurement device
US5138870A (en) * 1989-07-10 1992-08-18 Lyssy Georges H Apparatus for measuring water vapor permeability through sheet materials
US5265463A (en) * 1992-07-24 1993-11-30 Modern Controls, Inc. Apparatus for measuring the transmission rate of volatile organic chemicals through a barrier material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Рейглингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. М., Хими , 1974, с. 250. 2.Виноградска Е.Л. и др. Прибор дл определени паропронииаемости полимерных пленок. - Пластические массы , 1977, № 4, с. . 3.Тепл кова В.В. и др. Определение проницаемости полимерных мембран. /Пластические массы, .1978, № 5, с, 49-51 (прототип). *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4944180A (en) * 1988-08-26 1990-07-31 The Dow Chemical Company Permeation measurement device
US5131261A (en) * 1988-08-26 1992-07-21 The Dow Chemical Company Permeation measurement device
US5138870A (en) * 1989-07-10 1992-08-18 Lyssy Georges H Apparatus for measuring water vapor permeability through sheet materials
US5265463A (en) * 1992-07-24 1993-11-30 Modern Controls, Inc. Apparatus for measuring the transmission rate of volatile organic chemicals through a barrier material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4164862A (en) Multicomponent thermal conductivity analyzer
US5837888A (en) Process for measuring vapor transmission through materials
US5361625A (en) Method and device for the measurement of barrier properties of films against gases
US5542286A (en) Method and apparatus for correcting flow and pressure sensor drift in a gas chromatograph
US4535620A (en) Method for automatically measuring the amount of water in a natural gas pipeline with the aid of a computer controlled gas chromatograph
US8479563B2 (en) System and method for measuring permeability of materials
Huber Evaluation of detectors for liquid chromatography in columns
US5265463A (en) Apparatus for measuring the transmission rate of volatile organic chemicals through a barrier material
US4114419A (en) Method of testing an analyzer to determine the accuracy thereof and a volumetric primary standard apparatus for doing same
US5915269A (en) Method and apparatus to compensate for gas chromatograph column permeability
US3283563A (en) Gas chromatographic system having barometric pressure compensation
US3435660A (en) Steam flow rate monitoring apparatus and method
SU890993A3 (ru) Способ определени содержани органических веществ в газах
EP0840116A1 (en) Calibration method for a chromatography column
SU1045083A1 (ru) Способ определени проницаемости полимерной мембраны
US3460909A (en) Catalytic combustion detector for gas chromatography
Lomax Permeation of gases and vapours through polymer films and thin sheet—part I
US3693403A (en) Gas analysis apparatus and method using parallel gas density detectors and different carrier gases to determine molecular weight
Lazik et al. A new method for membrane-based gas measurements
EP3299798B1 (en) Dynamic moisture permeability evaluation apparatus, method for evaluating dynamic moisture permeability, and dynamic moisture permeability evaluation program
US3188854A (en) Gas sampling means
US5524473A (en) Gas chromatograph flow calibrator
US4512181A (en) Pressure compensation for a chromatograph
RU199840U1 (ru) Диффузионный детектор водорода
US3545255A (en) Method and apparatus for determining the molecular weight of volatile compounds