表面吸水量檢測技術及應用

一、檢測背景及意義

• 建筑領域：混凝土吸水率過高可能加速凍融破壞；
• 紡織行業：織物吸水量決定透氣性與舒適性；
• 工業涂層：涂層吸水率反映防腐蝕性能。

二、核心檢測項目及方法

1. 吸水率測試（Water Absorption Rate）

原理

檢測方法

• 1. 樣品干燥至恒重（如105℃烘干24小時）；
  2. 浸入蒸餾水中至指定時間（通常24小時）；
  3. 取出擦干表面水分，稱重計算吸水率： 吸水率（%）= [(濕重 - 干重)/干重] × 100% 適用于多孔材料（如混凝土、陶瓷）。
• 1. 平鋪待測材料（如紡織品）；
  2. 滴定量水滴（如0.1ml）至表面；
  3. 記錄完全吸收所需時間，評估親水性。

標準對比

2. 接觸角測量（Contact Angle Measurement）

原理

檢測儀器

應用案例

• 涂層材料：疏水涂層接觸角可達150°（超疏水）；
• 醫用材料：親水表面可提升血液相容性。

3. 毛細吸水系數測定（Capillary Absorption Coefficient）

方法（EN 1925）

1. 樣品一端浸入水中，保持水面恒定；
2. 記錄吸水高度隨時間變化，計算系數： C = ΔQ/(A·√t) （C：毛細系數；ΔQ：吸水量；A：接觸面積；t：時間）

意義

• 建筑材料：評估水分滲透速度，預測凍融破壞風險；
• 土壤科學：研究孔隙結構對水分遷移的影響。

4. 吸濕性測試（Moisture Absorption Test）

方法（ISO 12571）

1. 將材料置于恒溫恒濕箱（如20℃、65%RH）；
2. 定期稱重至平衡狀態，計算吸濕率。

應用

• 高分子材料：吸濕率過高會導致尺寸變形；
• 食品包裝：控制包裝材料透濕性。

5. 動態滲透性測試（Dynamic Penetration Test）

高壓水滲透法（GB/T 19686）

1. 對材料施加水壓（如0.3MPa）；
2. 測量單位時間透水量，評估抗滲等級。

三、關鍵影響因素

1. 材料孔隙率：孔隙率越高，吸水率通常越大；
2. 表面處理：涂層、疏水改性可顯著降低吸水量；
3. 環境溫濕度：高溫高濕環境會加速吸水過程。

四、檢測設備清單

五、行業應用案例

1. 混凝土工程：依據ASTM C1585檢測毛細吸水率，優化防水劑添加量；
2. 醫用敷料：通過ISO 9073-6測定吸液量，確保傷口滲出液管理能力；
3. 光伏背板：按IEC 61215測試濕熱老化后吸水量，評估耐候性。

六、發展趨勢

• 智能化檢測：AI圖像識別技術用于自動分析吸水形態；
• 微觀表征結合：SEM+吸水率聯用，研究孔隙結構對吸水的影響機理。