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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 图
在化学动力学中,Arrhenius 图显示了反应速率常数 ln(k) 对温度的倒数 1/T 的对数。Arrhenius 图通常用于分析温度对化学反应速率的影响。对于单个速率受限的热活化过程,Arrhenius 图给出了一条直线,从中可以确定活化能和指前因子。

Arrhenius 理论
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 是测得的特性,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。

壁障
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渗透物,并将其带到(运输至)检测器,以便进行量化。渗透分析仪为此功能使用氮气。

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。

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。调节缩短了达到稳定状态的测试时间,增加了通量。

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。对透过率读数进行比较,以确定是否已达到收敛标准(即平衡)。

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。每个进入测试腔的 O2 分子都会通过传感器,然后在那里被消耗,从而产生与 O2 分子数量成正比的电流。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×day) 为单位。它是 CO2 通过阻隔材料的速度。


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。

压差法
见测压法

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/s 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/s 表示。其他单位包括 m2/day、cm2/day、m2/in、in2/s 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。

双膜测试舱
一个可拆卸的测试腔,可以容纳两个要在高通量薄膜渗透分析仪中测试的薄膜样品。


E

平衡
通过测试材料的渗透量在一个速度上保持稳定的点。计算机报告的平衡值是材料的最终透过率。

等压法
参见等静压法


F

菲克行为
简单地说,是一种在驱动力和透过率之间呈现线性关系的材料。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,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。

薄膜测试舱
用于阻隔膜渗透测试的可拆卸测试腔组件

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
减少薄膜样品(最常见的是低阻隔薄膜样品)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,按重量测量水分的减少或增加。

GTR
气体透过率。


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。

亲水
指吸水的物质。亲水性物质将在分子水平上与水结合。

疏水材料
指排斥水的材料。

吸湿材料
指材料从空气中吸收湿气的能力。吸湿性物质会主动吸引和吸收水分,而不会与水键合。

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,以确定其携带的渗透蒸气量。由于载气是由于边缘泄漏或其他因素而获得这种渗透蒸气的,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。本质上,这对应于单个测试腔和装载样品的固有泄漏。

集成包装测试舱
包装渗透测试舱,不需要粘合剂或环氧树脂来安装测试样品。

IQ/OQ/PQ
机械设备的验证通常包括安装鉴定(IQ)、操作鉴定(OQ)和性能鉴定(PQ)。

ISO
国际标准组织 - 一个国际标准制定机构,由来自不同国家标准组织的代表组成,旨在促进全球专有、工业和商业标准的发展。总部设在瑞士日内瓦,由来自 164 个国家/地区的成员组成。

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

JIS
日本标准协会


K

开尔文(国际单位制符号 - K)
开尔文是使用摄氏温度区间的绝对热力学温标的 SI 基本单位,其中绝对零度为 -273.15  C。


L

泄漏率
通过边缘泄漏或其他因素进入载气的渗透蒸气量。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

测压法(又名压差法)
适用于几乎所有气体的通用测试方法,用于确定在压差下通过扁平塑料材料(如薄膜、片材、层压板、共挤或涂层材料)的气体透过率。

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×day) 为单位。是氧气在特定温度和相对湿度条件下透过薄膜的稳态速率。

 

Phil

包装适配器测试舱
用于安装包装的带有载气配件的测试舱,适合在包装测试仪器或 PackRack 上使用。

包装安装箔片
一次性箔片,用于将包装安装在包装测试舱上。

包装测试舱
用于为渗透测试安装包装设备

PackRack 夹具
允许在薄膜渗透分析仪上使用包装测试舱和远程测试舱适配器的夹具。

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。

Perm
渗透率的计量单位。一个公制 perm 等于 1 gm/(m2•day•mmHg);一个脚磅系统的 perm 等于 1 grain/(in2•h•inHg)。

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•mm/(m2•s•Pa),公制单位为 gm•cm /(m2•day•mmHg)。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• day•mmHg)(也称为公制 perm)。

渗透剂
通过阻隔膜的气体、蒸气或其他物理实体。

渗透名词
渗透是指渗透物(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。渗透过程是根据菲克扩散定律等方程来建模的。

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)。

多孔包装材料
一种用于医疗包装的材料,旨在提供环境和生物屏障,同时在气体灭菌方法中提供足够的气流(例如医用纸和 Tyvek®)

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

质量保证(QA)
是“质量管理的一部分,专注于增加利益相关者对质量的信息。”分析一个过程是如何被执行的或一个产品是如何被制造的。质量保证提供的信心是双重的,对内增加了管理层对质量的信心,对外增加了客户、政府机构、监管机构、认证机构和第三方对质量的信心。

质量控制(QC)
是“质量管理的一部分,专注于满足质量要求。”在质量管理中,主要是检验方面的工作,通常是检查包装是否能够提供足够的保护以维持指定的保质期。

 

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。

远程薄膜测试腔
用于热室的独立薄膜测试腔通过管子连接到远程测试舱适配器。

远程测试舱适配器
用于连接包装或远程测试腔和附件的带有载气配件的测试舱,适合在薄膜仪器上使用

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“重新归零”中输入的值指定了计算机应该在何时执行重新归零。重新归零值会“重置”测试参数基线。在知道重新归零基线值之前,不能获得测试腔数据,因为要从每个样品数据点中减去该值。重新归零基线是一个瞬态值,会定期被确定,以提供最准确的测试值。

 

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、氧气或二氧化碳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
在规定的压力和温度下,单位体积的溶剂所能溶解的气体体积

 

T

测试舱
可拆卸的测试腔。

测试舱底部
薄膜腔式测试舱的下半部分。

测试舱顶部
薄膜腔式测试舱的上半部分。

测试舱托盘或托盘
仪器中容纳薄膜测试舱抽屉

测试腔(或测试腔夹具)
包含样气室和载气室的测试腔或测试站,用于阻隔材料的渗透测试

测试气体
待检测的各种气体。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。

TruSeal® 技术
MOCON 的专利 TruSeal 齐平环位于测试腔的外围,可以阻止任何环境湿气或空气从薄膜样品和测试腔之间的缝隙进入测试腔,这样,只有通过渗透薄膜进入测试腔的测试气体才会被测量。

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

水箱
渗透仪器内的水源,当测试要在预设的相对湿度条件下进行时,用于产生指定的相对湿度。

水蒸气透过率(WVTR)
通常以 g/(m2
×day) 为单位。用于比较薄膜防潮能力的标准指标。值越低,说明防潮性能越好。只能比较在相同温度和湿度下测得的值,因为透过率受这两个参数的影响。也称为湿气透过率 (MVTR)

 

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。计算机会从所有测试腔数据中减去该值。

归零箔片
用于运行基线单独清零的不可渗透材料。

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