Різноманітні тест-методи, запропоновані для оцінки швидкості переносу вологої водяної пари (WVT-швидкості) крізь тонкі мембрани не забезпечують, на жаль, надійної основи для порівняння паропроникності різних тканин. Їх результати вирішальним чином залежать від конструктивних деталей експериментальних методологій, а також від прийнятих різними авторами умов вимірювань. В цій роботі ми пропонуємо універсальний підхід і демонструємо його адекватну реалізацію при порівнянні транспортних властивостей будь-яких напівпроникних мембран, вимірюваних прийнятими тест-методами. Метою є бажання уникнути будь-яких неузгоджень в такій процедурі. Ми проаналізу-
вали WVT-швидкості, виміряні шістьма методами, які були застосовані крок за кроком до вивчення шести різних тканин. В протилежність широко-поширеному пошуку парних кореляцій між подібними результатами, одержаними з допомогою будь-яких двох методів, ми обробляємо їх, в цілому, для кожної тканини в термінах приведених змінних. Цей підхід заснований на новій концепції швидкості перколяції вологи (МР), яка комбінує дифузійний і конвективний внески в процес транспорту. Вона приводить до добре-визначених узагальнюючих оцінок, нормованих VT-швидкостей, спочатку виміряних стандартними тест-методами. Другою перевагою розвинутого підходу є його термодинамічна узгодженість, яка
веде до придатної флуктуаційної моделі, враховуючої пористість будь-яких напівпроникних мембран.
Ключові слова: паропроникність – стандартні тест-методи – швидкість перколяції вологи
Исследование полупроницаемых пористых структур и, в частности, их способности пропускать потоки влажного воздуха и тепла, преимущественно, только в одном направлении является фун- даментальной задачей для многих отраслей современных высоких технологий. Геометрия подоб- ных структур, в которой длина и ширина образца превалирует над выделенным направлением толщины, позволяет отнести их к типу тонких плёнок, называемых также полупроницаемыми мембранами. В работе представлен критический анализ шести основных тест-методов, боль- шинство которых стандартизовано, как в Европе, так и в США. К сожалению, разброс предска- зываемых с их помощью характеристик проницаемости одной и той же мембраны столь широк, что не даёт, по сути, основания предпочесть, например, одну ткань с априори требуемыми свойствами при сравнении с другой. С этой точки зрения универсальная, т.е. пригодная при об- работке любых разнородных данных по проницаемости новая методология, предложенная в ра- боте, имеет большое прикладное значение. Кроме того, она, фактически, фиксирует и описывает основные физические и геометрические параметры пористых структур, подлежащие экспери- ментальному измерению, что даёт возможность, в дальнейшем, обоснованно моделировать про- текающие в них динамические транспортные процессы.
Ключевые слова: паропроницаемость – стандартные тест-методы – скорость перколяции влаги
A variety of test methods to estimate the water vapour transmission (WVT)-rate of thin membranes do not provide, unfortunately, the reliable basis to compare the permeability of different fabrics. Their results are cru- cially dependent on the details and construction of experimental methodologies as well as on the accepted by the different authors conditions of measurement. In this work, we propose the universal approach and demonstrate its adequate realization to compare the transport properties of any semi-permeable membranes measured by the conventional test-methods. The purpose is to avoid any confusion in such procedure of comparison. We have analysed below the WVT-rates measured by six alternative test-methods, which have been applied step-by-step to six different fabrics. In opposite to the widespread search for a pair correlation between the above results ob- tained by any two methods we treat them, in total, for each fabric in terms of the reduced variables. This ap- proach is based on the novel concept of the moisture percolation (MP)-rate which combines the diffusion and convective contributions in a transport process. It leads to the well-established general estimates of the normal- ized WVT-rates measured by the standard test-methods. Another advantage of the developed approach is its thermodynamic consistency, which offers the appropriate fluctuation model to take into account the porosity of any semi-permeable membranes.
Key words: Water vapour permeability – Standard test-methods – Moisture percolation rate
