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渗透术语表

A

精度
测量值与可接受参考水平或值的一致程度。

环境温度
周围的温度;四周的温度。

Arrhenius(Svante)(1859-1927)
他是瑞典人,1903 年获得诺贝尔化学奖。他最著名的是他对化合物在水和其他溶剂中的电离的基本研究,以及他提出的化学反应速率随温度升高而增加的基本方程:其中,k 是特定反应速度,T 是绝对温度,n 是常被称为反应活化能的常数,R 是气体定律常数。Arrhenius 图是一种数据图,它的 x 轴为开尔文温度的倒数,y 轴为 Log10。它的名字来源于 Svante Arrhenius 提出的化学反应与温度的关系方程。通俗地讲,它是一种用于显示测试温度与测试所得数据之间 Log10 关系的数据图。

Arrhenius 定理
Arrhenius 定理指出,渗透率、透过率、扩散率或溶解度根据以下公式随薄膜温度而变化:P=P0 exp (-Ep/RT) TR=TR0 exp (-ETR/RT) D=D0 exp (-ED/RT) S=S0 exp (-ES/RT) ,其中 P、TR、D 和 S 是测量特性,P0、TR0、D0 和 S0 是各自的常数,E 是活化能,R 是气体常数,T 是绝对温度。Arrhenius 方程已经得到实验验证,它可以在相当大的温度范围内准确地给出传质特性的温度行为。

ASTM 美国材料和试验协会
ASTM 美国材料和试验协会是世界上最大的自发标准制定组织之一。它是一个非营利组织,为制定和发布国际材料、产品、系统和服务自发共识标准提供了一个平台。ASTM 标准被世界各地的个人、公司和其他机构采用。

ASTM 标准
该标准指的是通过 ASTM 的共识原则制定和拟定的文件,符合我们的程序和法规要求。全面达成共识的标准是在开发和使用这些标准的利益相关者的参与下制定的。

ATM
标准大气压的缩写。


B


压力单位。一巴等于 100,000 Pa(帕斯卡)、750.062 mmHg、29.53 英寸汞柱、14.504 psi 和 0.987 ATM(标准大气压)。见国际单位。

大气压
大气压力。这通常用汞柱的高度(毫米汞柱)来表示。

阻隔材料(阻隔膜)
一种物体或装置,如聚合物薄膜,用于限制群体或高低浓度区域发生自由移动和混合。

阻隔塑料
阻碍氧气、水蒸气和其他蒸气和气体透过的塑料。

基线零点
见零点。

泡罩包装
有多个小格子的包装,可单独包装每个产品。常见于但不限于药物胶囊。

旁路
没有气体从 AQUATRAN 测试腔进入传感器。传感器处于受保护状态。


C

校准
调整定量测量仪器使其符合公认参考值的步骤。见精度。

载气
收集通过测试阻隔材料的水蒸气,并将其带到(输送至)AQUATRACE 水蒸气传感器。AQUATRAN 使用氮气作为载气。

测试腔
参见测试腔。

符合 CFR 21 Part 11:
《联邦法规》涉及美国食品和药物管理局(FDA)关于电子记录和电子签名(ERES)的指导方针。(ERES)。

预处理
使薄膜或包装适应测试腔或包装环境腔条件的过程。

预处理时间
由操作员指定的对样品进行调节的小时数。

收敛时间
由操作员指定的用于比较透过率读数的小时数。比较透过率读数的目的是为了确定是否达到平衡。

收敛测试
计算机确定测试材料何时达到平衡的方法。它对测试材料的透过率进行定时检查和比较。

库仑计传感器
符合法拉第定律的燃料电池。当暴露在水蒸气中时,库仑计传感器产生的电流与进入传感器的水蒸气量成正比。

Coulox® 库仑计传感器
MOCON 的专利传感器。每一个进入测试腔的分子都会被传递到传感器。它是一个绝对值传感器,不需要校准。

CO2TR
二氧化碳透过率。通常以 cc/m2天为单位。在此处了解更多关于 CO2TR 分析仪的信息。


D

停用
将一个模块从测试轮换中移除。单击“控制-暂停”可停用模块。

解吸
从阻隔材料中脱附或释放。

扩散
由于分子的随机运动,物质从薄膜的一部分转移到另一部分的过程。在薄膜中,每个分子的行为都是相互独立的。当碰撞发生时,分子会向浓度较低的区域移动,有时会向浓度较高的区域移动。由于薄膜测试气体侧的分子数高于载气侧的分子数,因此分子的整体运动方向将是朝向载气方向。扩散通常以 cm2/秒为单位。扩散随温度变化,有时也随渗透物浓度变化(见菲克第一定律)。

扩散系数
特定于给定阻隔膜和渗透物的系数,描述了透过阻隔膜的渗透物质量通量和渗透物质量浓度变化之间的关系。扩散系数(D)由菲克定律定义,通常用 cm2/秒表示。其他单位有 m2/天、cm2/天、m2/in、in2/秒和 in2/min。

驱动力:
物质自然会从较高的化学势转移到较低的化学势。它促使分子在聚合物中扩散。


E

平衡
通过测试材料的水蒸气量稳定在一个稳定速度上的点。计算机报告的平衡值是材料的最终透过率。


F

菲克行为
根据菲克第一定律和第二定律的数学方程,当给定的渗透物在给定的聚合物膜上扩散时,可以观察到菲克行为。在等静压透过率测试中,根据 Pasternak 对菲克定律的求解(见透过率曲线),可以预测出具有菲克曲线特性的聚合物-渗透物对的渗透率、透过率、溶解度和扩散率的平衡值。注意:许多有机渗透物会与聚合物材料发生反应,导致非菲克行为,从而无法预测平衡值。

菲克第一定律
菲克于 1855 年采用的数学公式,将扩散与热传导联系了起来。因此,物质扩散的数学理论是基于这样的假设:扩散物质通过单位面积截面的透过率与在截面法线上测得的浓度梯度成正比,即 F=-D ∂C/∂x,其中 F 是单位面积截面的透过率,C 是扩散物质的浓度,x 是在截面法线上测得的空间坐标,D 是扩散系数。

菲克第二定律
菲克第二定律是介质中扩散的基本微分方程。它指出:∂C/∂t=D∂2C/∂x2 其中 C 是扩散物质的浓度,x 是在截面法线上测得的空间坐标,D 是扩散系数。它假设只有 x 方向才存在浓度梯度。

流量
气体通过模块的体积速度。

通量
渗透物的流动或转移速度。该术语通常用于表示在单位时间内穿过单位面积的给定表面的渗透物的量。

箔膜
减少(如低阻隔)薄膜样品的暴露面积,或在测试腔中支撑易碎样品。


G

气体流量
见流量。

气压
测试气体和载气的磅/平方英寸(psi)。用于通过安装在模块上的压力调节旋钮调节相对湿度。

玻璃转化温度(Tg)
非晶态材料(如玻璃或聚合物)从脆性玻璃状态转变为塑性状态的温度。许多聚合物,如丙烯酸酯及其衍生物,都有这个与酯基中碳原子数有关的转变点。玻璃的 Tg 取决于其成分和退火程度。例如:PET 的 Tg 约为 70 C。

重量法
也被称为杯测试法,测量重量的减少或增加。


H

高真空润滑脂
高度精炼的润滑脂,用于密封测试腔中的测试材料和润滑模块的部件。

均质材料
在整个阻隔层厚度内具有相同基本特性的阻隔材料。

疏水材料
不易吸水的材料。

吸湿材料
易吸水的材料。

HPLC 级水
高纯度蒸馏水(有时也叫三重蒸馏水)。HPLC 级水可防止水垢的形成,水垢会阻塞管道。它被用在需要高纯度才能获得准确相对湿度结果的加湿器中。它是唯一被推荐用于 MOCON 渗透仪内水箱的水源。HPLC 是高效液相色谱法的缩写。


I

单独清零
对高阻隔材料获得更精确结果的方法。计算机将氮气送入测试腔的两个部分,然后将其传送到传感器,以确定其携带的水蒸气量。由于载气因边缘泄漏或其他因素获得了水蒸气,计算机会从测试期间获得的透过率中减去这个量。这就提供了一个非常精确的实际透过率。


I

等静压测试方法
将测试薄膜夹在渗透腔中的一种测试方法。测试把渗透室分成两个小腔室。测试气体持续流过高浓度腔室,惰性载气流过低浓度腔室。渗透物的分压梯度为渗透物渗透到低浓度腔室提供了驱动力,这样渗透物可被输送到检测器那里进行定量。当持续监测的透过率在恒定的温度和渗透物蒸气压力条件下保持不变时,即达到稳定状态。


J

不适用


K

不适用


L

泄漏率
通过边缘泄漏或其他因素进入载气的水蒸气量。该值在单独调零操作期间确定,然后从表观透过率中减去以确定实际透过率。


M

微米
厚度测量单位,1 微米等于 3.93 x 10-5 英寸(1x10-6 米)。

密耳
厚度测量单位。1 密耳等于 1 x 10-3 英寸。

mmHg
毫米汞柱。大气压的单位。海平面的标准大气压是 760 mmHg。1 mmHg = 0.0193371 psi。

模块
模块包含测试薄膜和包装的环境。

Mol
摩尔的缩写,国际单位制(Système international d'unités,缩写为“SI”),是物质数量的基本单位。摩尔在数值上等于分子量;1 mol = 6.023 x 1023 个原子。见摩尔。


N

N2
氮分子的化学缩写。两个氮原子组成一个氮分子。见氮气。

氮气
渗透仪载气的主要成分。它将透过薄膜或包装的渗透气体携带到仪器传感器那里进行定量。

氮气吹扫
使用氮气(载气)从测试腔、包装或传感器中排出残余水蒸气的过程。


O

OTR
氧气透过率。通常以 cc/m2天为单位。在此处了解更多关于 OTR 分析仪的信息。


Phil

帕斯卡
压力的国际单位。一帕斯卡等于 0.9869233 x 10-5 个大气压。见国际单位。

渗透物
通过阻隔膜的气体、蒸气或其他物理实体;也称为渗透剂。

Perm
渗透率的计量单位。1 公制 perm 等于 1 gm/m/day•mmHg;英尺-磅系统中的 1 perm 等于 1 grain/in/day•in Hg。

渗透系数
渗透率和阻隔膜厚度的乘积。例如,水蒸气渗透率的国际单位为 mol/m2/s•Pa•mm,公制单位为 gm/(m2 day)•mmHg•cm。渗透性是均质材料的一个特性。

渗透率
阻隔膜的透过率与透过阻隔膜的蒸气分压差之比。水蒸气渗透率的国际单位为 mol/m2•s•Pa,公制单位为 gm/m2•mmHg(也称为公制 perm)。

渗透剂
见渗透物。

渗透动词
穿过孔隙或空隙;在不引起破裂或位移的情况下穿透或通过;特别适用于液体或气体通过多孔物质或材料。

渗透名词
是指渗透物(如液体、气体或蒸气)通过固体的过程。它与渗透物的浓度梯度、材料的固有渗透率和材料的质量扩散系数直接相关。渗透过程根据菲克扩散定律等方程建模

渗透速率
按厚度归一化的透过率。渗透速率通常用(气体或蒸气)在离散的时间单位(天或秒)内通过 1(cm 或 mil)单位面积材料(m2 或 100in2)的(gm 或 cc)来表示,通常被归一化为一个大气压(760 mmHg 或 atm)。如果材料是均匀的,渗透速率可以转换成任何厚度的透过率。透过率与厚度成反比(TR = P/x)。

精度
各测量之间的相互一致程度。就测试方法而言,精度是指在规定的类似条件下进行的各个测量之间的相互一致程度。

压力
见气压。

P = SD 方程
通过聚合物薄膜或片材的渗透率是衡量渗透物稳态传递速率的指标,通常用渗透常数 P 表示。渗透常数是两个基本传质参数的乘积:扩散系数和溶解系数。扩散系数 D 是衡量渗透物分子朝低浓度或分压方向通过阻隔膜的速度。溶解系数 S 描述了在平衡条件下传递分子在膜中的滞留量或溶解量。该方程只适用于 D 与渗透物浓度无关且 S 遵循亨利溶解度定律的情况。

磅/平方英寸
磅每平方英寸(压力)的缩写。

psig
磅每平方英寸(表压力)的缩写。


Q

不适用


R

RH
见相对湿度。

相对湿度(RH)
在特定温度和压力下,空气中的水蒸气量与空气的最大容量之比。许多阻隔性塑料的透过率取决于测试透过率时的相对湿度。

重现性
用来衡量一个系统的准确性和所使用的测试方法。一个高度可重复的系统可提供非常一致的结果。也就是说,如果在一个测试材料上进行两次相同的测试,它们的结果应该非常接近。

分辨率
仪器输出信号变化的最小可辨别差异。

重新归零
将环境或测试数据中不应包含的其他因素的影响降到最低的方法。操作员在 ReZero 中输入的值,告诉计算机何时应执行重新归零以“重置”测试参数基线。


S

Sccm
标准立方厘米每分钟的缩写。

灵敏度
仪器对被检测现象的规定输入量的响应程度。一个非常灵敏的仪器能检测到被测区域非常小的变化。

保质期
产品可以储存并适合使用的时间段。在测试水蒸气透过率时获得的信息可以帮助确定使用特定阻隔膜或包装的产品的保质期。

单腔测试
在模块的一个测试腔中进行的测试。

溶解度
每单位体积的材料所吸收的渗透物的平衡量。溶解度是在假设蒸气压力和温度不变的情况下测量的。单位通常是在设定的蒸气压下每单位体积(cc)材料的渗透物(gm 或 cc)。溶解度单位也可以归一化为蒸气压,即(Gm/cc-mmHg)。溶解度随温度和渗透条件而变化。

溶解系数
溶解在给定量的阻隔膜中的气体或蒸气量。


T

测试腔
模块内的环境,在其中进行薄膜测试。测试腔可以改造,以测试包装或容纳环境室。

测试气体
通过测试膜的气体。例如,AQUATRAN 使用水蒸气作为测试气体。

测试梯度
测试膜两侧的蒸气分压差。

透过
气体或蒸气通过阻隔膜的过程,通常是气体吸附在阻隔膜的一侧,气体在阻隔膜内扩散和气体在阻隔膜的另一侧解吸的过程。

透过率
通过扩散在单位时间内穿过单位阻隔膜的气体或蒸气量。


U

不适用


V

蒸气压
在任何给定温度下,液体或固体与其蒸气平衡时的压力(通常用 mmHg 表示)。


W

WVTR
水蒸气透过率。通常以 g/m2day为单位。在此处了解更多关于 WVTR 分析仪的信息。


X

不适用


Y

不适用


Z

调零
为渗透模块提供新“零点”(基线)的操作。调零给计算机提供了一个在生成透过率数据时使用的参考点。