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QU’EST-CE QUE LA PERMÉATION?

La perméation est le processus par lequel un produit chimique sous forme liquide dangereux passe à travers le tissu d’un vêtement de protection, au niveau moléculaire. La perméation peut être représentée sous forme du simple schéma suivant.

Sorption des molécules de liquide sur la surface de contact (extérieure) du tissu.
Diffusion des molécules sorbées sur le tissu.
Désorption des molécules de la surface opposée (intérieure) du tissu.

MESURE DE LA PERMÉATION

Les propriétés barrières d’un tissu protecteur ou d’une couture de protection contre la perméation par un produit chimique potentiellement dangereux, sont déterminées en mesurant le temps de percée et le taux de perméation du produit chimique à travers le matériau d’essai. Les essais de perméation sont effectués en suivant les méthodes d’essai ASTM F739, EN 369 ou EN 374-3, selon le pays d’utilisation et ses réglementations locales et selon l’état physique du matériau dangereux.

La surface extérieure d’un tissu d’essai est exposée au produit chimique sous forme liquide ou gazeuse à l’aide d’une cellule-test de perméation. La pénétration du produit chimique dans la surface interne du tissu est contrôlée en prélevant un échantillon du côté de collecte de la cellule et en déterminant par une analyse, le moment où le produit chimique a pénétré à travers le tissu, en utilisant des techniques de spectrométrie de masse.

Taux de perméation (PR)

C’est le taux auquel le produit chimique dangereux pénètre à travers le tissu. Le taux de perméation est exprimé sous forme de masse de produit chimique dangereux s’écoulant sur la surface d’un tissu par unité de temps, par exemple, 2,0 µg/cm2 / min. ou 2 millionièmes d’un gramme par centimètre carré par minute.

Taux de perméation dans des conditions stabilisées (SSPR)

C’est le taux de perméation constante qui se produit après la pénétration à travers le tissu, lorsque le contact par le produit chimique est continu et que toutes les forces affectant la perméation se sont stabilisées.

Taux de perméation minimum détectable (MDPR)

C’est le taux de perméation minimum qui peut être détecté pendant un essai de perméation. Le MDPR est une fonction de la sensibilité de la technique de mesure analytique, du volume dans lequel le produit chimique qui a pénétré est recueilli et du temps d’échantillonnage. Les taux de perméation minimum détectables peuvent être aussi bas que 0,001 μg/cm2 par minute, dans certains cas.

TEMPS DE PERCÉE RÉEL OU TEMPS DE DÉTECTION DE PERCÉE (BDT)

C’est le temps moyen écoulé entre le contact initial du produit chimique avec la surface extérieure du tissu et la détection du produit chimique sur la surface intérieure par l’appareil d’analyse.

Un temps de percée réel de >480 minutes et un taux de perméation “nd” (non détectée) ne signifient pas que la percée ne s’est pas produite. Ceci signifie que la perméation n’a pas été détectée après un temps d’observation de huit heures.

La perméation pourrait s’être produite, mais à un taux inférieur au taux de perméation minimum détectable (MDPR) de l’appareil d’analyse. Le MDPR peut varier selon le produit chimique ou l’appareil d’analyse.

Lors de la sélection d’un tissu barrière contre les produits chimiques, le MDPR et les temps d’exposition prévus sont utilisés pour déterminer si le niveau de protection est suffisant, prenant en compte la toxicité du produit chimique utilisé.

TEMPS DE PERCÉE NORMALISÉ – SELON ASTM F739

TEMPS DE PERCÉE NORMALISÉ – SELON EN 374-3

C’est le temps écoulé moyen entre le contact initial du produit chimique avec la surface extérieure du tissu et le moment auquel le produit chimique est détecté à la surface intérieure du tissu à un taux de perméation de 1,0 μg/cm2 / min. Ainsi, le temps de percée est « normalisé », puisqu’il est indépendant de la sensibilité de l’outil d’analyse. Ici, le temps de percée le plus bas est enregistré.

Un temps de percée normalisé de >480 minutes, signifie que le taux de perméation moyen n’a jamais atteint le taux défini de 1,0 μg/cm2 /min. Cependant, le produit chimique peut effectivement avoir percé le tissu, mais à un taux inférieur.

Permeation Table

CLASSIFICATION DE PERFORMANCE DES TEMPS DE PERCÉE NORMALISÉS

Conformément aux normes européennes sur les vêtements de protection contre les produits chimiques, la résistance à la perméation des matériaux des vêtements par des produits chimiques doit être mesurée conformément à EN 369 ou EN 374-3. Les temps de percée normalisés sont classés en six classes de performance. Pour la norme européenne, la corrélation entre le temps de percée normalisé en minutes et la classe de performance est indiquée dans le tableau suivant

Temps de percée (EN 369) en minutes	Classification NE
>= 10	Classe 1
>= 30	Classe 2
>= 60	Classe 3
>= 120	Classe 4
>= 240	Classe 5
>= 480	Classe 6

WHAT IS PERMEATION?

Permeation is the process by which a hazardous liquid chemical moves through a protective clothing fabric, at a molecular level. Permeation can be represented by the following simplified diagram.

Sorption of molecules of liquid onto the contacted (outside) surface of the fabric.
Diffusion of the sorbed molecules across the fabric.
Desorption of the molecules from the opposite (inside) surface of the fabric.

MEASURING PERMEATION

The barrier properties of a protective fabric or protective seam to permeation by a potentially hazardous chemical, is determined by measuring the breakthrough time and the permeation rate of the chemical through the test material. Permeation tests are conducted following the ASTM F739, EN 369 or EN 374-3 test methods depending on the country of use and their local regulations and the physical state of the hazardous material.

The outside surface of a test fabric is exposed to a liquid chemical or gas using a permeation test cell. Breakthrough of the chemical to the inside fabric surface is monitored by sampling the collection side of the cell and analytically determining when the chemical has permeated across the fabric by use Mass Spectrometer techniques.

Permeation rate (PR)

The rate at which the hazardous chemical permeates through the test fabric. Permeation rate is expressed as a mass of hazardous chemical flowing through a fabric area per unit of time e.g 2.0 µg/cm2 / min. or 2 millionths of a g per square centimetre per minute

Steady state permeation rate (SSPR)

The constant permeation rate that occurs after breakthrough when the chemical contact is continuous and all forces affecting permeation have reached equilibrium

Minimum detectable permeation rate (MDPR)

The minimum permeation rate that can be detected during a permeation test .MDPR is a function of the sensitivity of the analytical measurement technique, the volume into which the permeated chemical is collected and the sampling time. Minimum detectable permeation rates can be as low as 0.001 μg/cm2 per minute in certain cases.

ACTUAL BREAKTHROUGH TIME OR BREAKTHROUGH DETECTION TIME (BDT)

The average time elapsed between initial contact of the chemical with the outside surface of the fabric and the detection of the chemical at the inside surface by the analytical device.

An actual breakthrough time of >480 minutes and a permeation rate of “nd” (not detected) does not mean breakthrough has not occurred. It means that permeation was not detected after an observation time of eight hours.

Permeation may have occurred, but at a rate less than the minimum detectable permeation rate (MDPR) of the analytical device. MDPR can vary depending on the chemical or on the analytical device.

When selecting a chemical barrier fabric, the MDPR and expected exposure times are used to determine if the level of protection is sufficient taking into account the toxicity of the chemical used.

NORMALIZED BREAKTHROUGH TIME –ACCORDING TO ASTM F739

NORMALIZED BREAKTHROUGH TIME – ACCORDING TO EN 374-3

The average elapsed time between initial contact of the chemical with the outside surface of the fabric and the time at which the chemical is detected at the inside surface of the fabric at a permeation rate of 1.0 μg/cm2 / min. Thus the breakthrough time is ‘normalized’ as it is independent of the analyser sensitivity. Here the lowest BT is recorded.

A normalized breakthrough time of >480 minutes means that the average permeation rate never reached the defined rate of 1.0 μg/cm2 /min. However the chemical may have actually broken through but at a lower rate.