非织造材料以其网状结构和无需编织或针织的生产工艺为特征，广泛应用于医疗保健、包装和过滤等各个行业。了解这些材料的水蒸气透过率 (WVTR) 至关重要，原因有很多。
在医疗保健领域，WVTR 会影响伤口敷料和尿布的性能，确保充分的湿度管理并防止皮肤刺激。
在包装中，WVTR 决定了产品的保质期，特别是那些对湿气敏感的产品，例如食品和药品。
I在过滤过程中，WVTR 在空气和液体过滤器的效率中起着至关重要的作用，影响着它们去除污染物的能力.
WVTR测试的必要性
准确测量非织造材料的 WVTR 至关重要，原因有很多，包括:
- 产品开发：帮助研究人员开发和优化具有定制WVTR性能的材料，以满足特定的应用需求。在设计非织造结构时，准确的结果至关重要。
- 质量控制：它通过识别材料WVTR性能的变化来促进质量控制，有助于识别潜在的缺陷和差异。注意：对于这些高WVTR材料，快速周转时间和高通量的测试方法是高效材料评估的关键。
- 法规合规性：许多行业（包括食品、制药和医疗器械制造）都受监管标准约束，这些标准规定了WVTR的限值。因此，WVTR测试对于证明符合这些法规并避免潜在的法律问题至关重要。
- 材料选择：它可以帮助工程师和设计师根据防潮性能，为特定应用选择最合适的无纺布材料。这可以节省成本并提升产品性能。
- 患者健康：医疗器械公司依靠水蒸气透过率 (WVTR) 测试来确保其无纺布产品（例如外科口罩和手术服、医用胶带，甚至失禁产品）保持透气且无菌，从而防止有害微生物渗漏。无纺布材料足够细小，这些微生物无法穿透，产品保持无菌状态。
WVTR挑战
环境因素
使用传统重量法（例如 ASTM E96）测量无纺布材料的 WVTR 时，面临的一大挑战是难以控制水蒸气渗透的驱动力。该驱动力主要受薄膜两侧湿度差异的影响，对于获得准确的结果至关重要。
这两个方面包括：
- 湿侧湿度控制：在薄膜湿侧产生已知且可控的相对湿度 (RH) 可能颇具挑战性，尤其是在处理高渗透性材料时。无纺布的高水蒸气渗透率会在杯中的水和测试样品之间形成快速变化的静止气隙。这使得保持一致的测试 RH 变得困难。
- 干燥侧的湿度：即使湿侧的 RH 保持在受控水平，“干燥”侧的表面也常常会具有明显更高的湿度水平，从而形成与室内湿度不同的边界层，导致薄膜“干燥”侧的湿度更高且不精确。.
薄膜两侧不受控制/未知的湿度组合会导致不同实验室之间的测量结果不准确且不一致。
在测试高透水率材料时，这些环境因素会显著影响重量法测量的WVTR测量精度。测试过程中，即使这些条件发生微小变化，也可能导致结果不一致。在整个测试过程中控制和维持稳定的环境条件至关重要，但也可能具有挑战性。更先进的技术（例如在
ASTM D6701) 需要克服这些挑战.
水蒸气透过率解决方案
ASTM D6701 是一种高精度、可靠的非织造材料水蒸气透过率测量方法。与传统的重量法（例如 ASTM E96）不同，D6701 采用可控湿度箱、水蒸气透过率极高的保护膜以及用于监测水蒸气透过率的电子传感器。.
方法总结
1. 设备: 扩散池由一个干室（通入氮气）、一个保护膜和一个湿室组成。水贴着保护膜，可以在不润湿样品表面的情况下，将极高的湿度施加到测试样品上。流经扩散池的干氮气载气被输送至水蒸气传感器。.
2. 保护膜测试: 进行初步测试，测量保护膜的 WVTR 以及它与蒸发器组件之间的空气间隙，产生 100% 相对湿度 (RH).
3. 无纺布测试材料测试: 将薄膜样品安装到扩散池中（保护膜下方），并分析整个系统 WVTR（保护膜 + 测试材料）.
4. 水蒸气透过率计算: 该仪器利用电阻方程计算测试材料的透射率. WVTRTM = [1/WVTRTotal- 1/WVTRGF]-1
5. 平衡评估: 根据操作员的输入，仪器会识别读数，表明样品已达到平衡，从而标志着测试结束。由于无纺布是高水蒸气透过率传导材料，且平衡速度快，样品可以在几小时内完成测试，因此整个过程非常快速。.
ASTM D6701的优势:
- 准确的 WVTR 测量：受控湿度室和先进的传感器技术确保准确的 WVTR 测量。
- 消除重量分析挑战：该方法避免了传统重量分析方法的局限性，例如控制薄膜两侧的湿度。
- 标准化：作为标准化的 ASTM 方法，D6701 为 WVTR 测试提供了可靠且一致的方法。
MOCON：D6701 设备的唯一供应商
传统的 E96 测试方法对这些极高 WVTR 材料进行测试可能会存在问题，并导致不同实验室之间的结果差异。MOCON（近六十年来一直致力于自动化仪器渗透分析仪的制造）开发的仪器方法解决了 E96 测试的问题，其仪器能够对这些高 WVTR 材料提供一致的结果。事实上，MOCON 定义了该方法，并且目前是执行 ASTM D6701 测试所需设备的唯一供应商。
ASTM 6701 实验室间研究 (ILS) 数据证明，该设备在多个实验室中具有出色的准确性和可重复性。
该仪器一次最多可分析六个样品，为 QC 实验室提供高吞吐量。
作为全球最大的渗透仪器制造商，MOCON 提供以下产品：
- PERMATRAN-W® 101K 渗透分析仪: 该仪器可精确控制测试室内的湿度和温度，从而可以对高透射无纺布材料进行准确的 WVTR 测量。
- 校准膜和配件：支持 ASTM D6701 测试的各种配件，包括校准标准和样品架。
- 技术支持：为客户提供全面的技术支持，协助设备选择、校准和测试程序。
结论
准确的 WVTR 测试对于了解无纺布材料在各种应用中的性能至关重要。虽然测量 WVTR 可能存在挑战，但 ASTM D6701 提供了一种可靠且标准化的方法来获得准确的结果。MOCON 的设备和技术支持在实现准确的 WVTR 测试方面发挥着至关重要的作用，确保制造商能够满足法规要求、优化产品设计并提高整体产品质量。