DIN 53380 Изпитване на пластмаси - Определяне на газопропускливост

Стандартът „DIN 53380 Изпитване на пластмаси - Определяне на газопропускливост“, публикуван от Германския институт по стандартизация (DIN), се състои от следните подраздели, публикувани под едно и също заглавие:

• Методът, описан в стандарта „DIN 53380-1 Част 1: Метод за обемно измерване на пластмасови фолиа“, се използва за определяне на скоростта на газ (напр. кислород, въглероден диоксид, азот и техни смеси), преминаващ през пластмасово фолио, и следователно на неговата пригодност за опаковане, например, на чувствителни продукти. Този метод не може да се използва за газове, които са склонни да кондензират или да реагират химически с материала на пробата.

Дебитът на газ се измерва чрез определяне на обема на газа, преминаващ през пробата при определени условия. Тези, дадени в точка 8, са подходящи за определяне на дебитите на газ в диапазона от приблизително 3 cm³/(m²•d•bar) до 20 000 cm³/(m²•d•bar) (d е символът за дни). Тъй като дебитът на газ зависи от дебелината на продукта, възпроизводими резултати могат да се получат само с проби с еднаква дебелина. За хомогенни материали дебитът на газ обикновено е обратно пропорционален на дебелината.

В света на материалознанието и пластмасовото инженерство, осигуряването на целостта и производителността на опаковъчните материали е от първостепенно значение. Едно от критичните свойства на фолиата, използвани в опаковки за храни, медицински изделия и промишлени приложения, е способността им да действат като бариера срещу газове. Тук се намесва стандартът DIN 53380-1, който предоставя прецизен метод за измерване на скоростта на преминаване на газове в пластмасовите фолиа. Този стандарт остава крайъгълен камък на контрола на качеството в пластмасовата индустрия. Чрез включването на обемен подход за измерване на количеството газ, преминаващо през фолиото при контролирани условия, той помага на производителите да оптимизират материалите за специфични приложения.

Газопропускливостта се отнася до скоростта, с която газовите молекули дифундират през материала. За пластмасовите филми ниската пропускливост е за предпочитане, за да се удължи срокът на годност на чувствителни към кислород продукти, като пресни продукти или фармацевтични продукти, докато висока пропускливост може да е необходима за дишащи мембрани, използвани в текстила или селското стопанство. Неадекватният контрол на това свойство може да доведе до разваляне, замърсяване или повреда на материала.

Стандартът DIN 53380-1 отговаря на тези нужди, като стандартизира тестовете, осигурява съответствие с международните разпоредби и улеснява търговията. Често се прави кръстосана препратка към ISO 1399 и подобни стандарти за газопропускливост на каучука, което подчертава неговата оперативна съвместимост в световните тестови лаборатории. В ерата, доминирана от екологични пластмаси и усъвършенствани композити, точните данни за пропускливостта са движеща сила за иновациите, от биоразградими филми до високоефективни ламинати.

Стандартът DIN 53380-1 е незаменим за индустрии, базирани на полимерни филми:

• Опаковки на храни: Измерване на подаването на кислород за предотвратяване на окисляване в закуски или меса.
• Фармацевтични продукти: Блистерните опаковки осигуряват стерилна среда, като предотвратяват изтичането на влага и газове.
• Електроника: Тестване на капсулиращи материали за гъвкави дисплеи срещу проникване на хелий или азот.
• Нова технология: Оценка на метанови бариери във филми за съхранение на биогаз, където обемното изпитване за пропускливост на метан следва този стандарт.

Съответствието със стандарта DIN 53380-1 не само отговаря на законовите изисквания (напр. материали за контакт с храни в ЕС), но и подкрепя научноизследователската и развойна дейност за материали от следващо поколение.

• Стандартът „DIN 53380-2 Част 2: Манометричен метод за изпитване на пластмасови филми“ определя манометрична техника за определяне на скоростта на преминаване на газ през тънки пластмасови филми. За разлика от обемните методи или методите с носещ газ в други части на серията, манометричният подход се фокусира върху разликите в налягането, което го прави идеален за материали със средна до висока пропускливост, където промените в налягането могат лесно да бъдат открити. Стандартът обикновено обхваща филми с дебелина между 20 µm и 3 mm, но са възможни адаптации за други диапазони при поискване. Той е съвместим с международни норми като ISO 15105-1 за кулометрични сензори, но подчертава простотата на манометричното изпитване за универсално изпитване на газ.

В областта на тестването на пластмаси, където чувствителността определя надеждността на продукта, стандартът DIN 53380-2 се очертава като жизненоважен протокол за оценка на взаимодействието на газовете с полимерните материали. Този стандарт се основава на предишни версии, за да осигури стабилна рамка за манометрични измервания. Той допълва по-широката серия DIN 53380, като предлага директен подход, базиран на налягане, за измерване на газопропускливостта, което го прави незаменим за индустрии, изискващи високоефективни и надеждни оценки на бариерите. Този метод е особено ценен поради своята приложимост и простота за широк спектър от газове, от кислород до водород, във филми, използвани в опаковки, автомобилни компоненти и много други области.

Стандартът DIN 53380-2 се използва широко в различни индустрии:

• Опаковка: Оценка на бариери срещу въглероден диоксид в бутилки за напитки или кислородни екрани за бързоразвалящи се продукти.
• Автомобилна индустрия и енергетика: Оценка на пропускливостта на водород в мембраните на горивните клетки и осигуряване на безопасни и отговарящи на стандартите тестове за нови устройства.
• Медицина и електроника: Тестване на филми за газонепропускливи уплътнения в устройства или дисплеи.
• Устойчивост: Измерване на преноса на азот или метан в биоразградими филми за селското стопанство.

Този стандарт ускорява научноизследователската и развойна дейност, като позволява бързо и гъвкаво тестване, както се вижда при термопластичните полиуретани, където данните за пропускливостта ръководят формулировките за приложения с ниско съдържание на газ.

• Стандартът „DIN 53380-3 Част 3: Кислородно-специфичен газ-носител - Метод за измерване на пластмасови фолиа и пластмасови формовани части“ описва метод за определяне на кислородната пропускливост (за чист кислород или кислородни газови смеси, напр. за въздух) на пластмасови фолиа, листове и кухи пластмасови тела (напр. опаковъчни контейнери, пластмасови тръби), както е определено в DIN 16922, като по този начин се позволява оценка на тяхната пригодност за опаковъчни и инженерни приложения. Този метод може да се използва за определяне на скорости на пропускливост в диапазона от 0,05 cm³/(m²•d•bar) до 1000 cm³/(m²•d•bar) за фолиа и листове и от приблизително 0,0005 cm³/(d•bar) до 10 cm³/(d•bar) за кухи тела. Тук d представлява единица от 24 часа.

В съвременното материалознание, прецизността на газовите бариери е неоспорима, а стандартът DIN 53380-3 се счита за златен стандарт за измерване на скоростта на пропускане на кислород в пластмасови филми, използвайки метода с носещ газ. Този стандарт представлява най-модерния и прецизен подход за специфични за кислорода тестове в серията стандарти DIN 53380. За разлика от обемните или манометричните техники, методът с носещ газ използва система с непрекъснат поток със специален кислороден сензор и осигурява граници на откриване от едва 0,0005 cm3/(m2•d•bar), което е критично за високобариерни филми, използвани в хранителни, фармацевтични и електронни опаковки.

Кислородът е ключов фактор за окислението, развалянето и микробния растеж в опакованите продукти. Дори следи от пропускливост, като например 0,1 cm³/m²/ден, могат да намалят срока на годност на чувствителни продукти от месеци до седмици. За разлика от това, контролираното подаване на кислород е предпочитано в приложения като опаковане на пресни продукти (опаковане в модифицирана атмосфера) или превръзки за рани.

Стандартът DIN 53380-3 предвижда следното:

• Ултраниски граници на откриване за високобариерни материали (напр. PET с алуминиево покритие).
• Висока повторяемост (обикновено плюс/минус 5 процента)
• Мониторинг в реално време с непрекъснат поток на газ.
• Съответствие с разпоредбите на (ЕО) № 1935/2004 и FDA 21 CFR за материали, контактуващи с храни.

С нарастването на гъвкавите електронни устройства, биоразградимите бариери и активните опаковки, точните данни за скоростта на доставяне на кислород са от съществено значение за иновациите и регулаторното одобрение.

• Стандартът „DIN 53380-4 Част 4: Специфичен метод за инфрачервена абсорбция за изпитване на въглероден диоксид на пластмасови филми и пластмасови форми“ описва метод за инфрачервена абсорбция за определяне на скоростите на газопреминаване на въглероден диоксид, метан, диазотен оксид и други инфрачервени абсорбиращи газове. Този метод, който гарантира международна съгласуваност, е в съответствие със стандарта ISO 15105-3.

В сложния свят на тестването на полимерни бариери, стандартът DIN 53380-4 предлага специализирано, високочувствително решение за измерване на скоростта на пропускане на въглероден диоксид и други инфрачервено-активни газове през пластмасови филми. Този стандарт използва недисперсионна инфрачервена спектроскопия за постигане на селективно откриване в реално време с граници на откриване от едва 0,1 cm³/(m²•d•bar). Фокусирайки се върху приложения, критични за въглеродния диоксид, вариращи от опаковки за напитки до системи с модифицирана атмосфера и устойчиви мембрани за биогаз, този стандарт допълва специфични за кислорода (DIN 53380-3), манометрични (DIN 53380-2) и обемни (DIN 53380-1) методи.

Стандартът DIN 53380-4 се използва широко в следните области:

• Опаковки за напитки: PET бутилките трябва да имат степен на загуба на въглероден диоксид по-малка от 10% за 3 месеца. Този стандарт валидира бариерни покрития и рециклирани PET смеси.
• Опаковки за храни: Кафе, закуски, сирене и други продукти изискват опаковки в модифицирана атмосфера, измита с въглероден диоксид, което налага балансиран вход/изход. Това предотвратява свиването на опаковката по време на транспортиране.
• Биогаз и възобновяема енергия: Метанови бариери в облицовки на анаеробни биореактори. Метанов филтър (3,3 µm), съответстващ на DIN 53380-4, измерва риска от течове.
• Фармацевтични продукти: Флаконите и блистерните опаковки, измити с въглероден диоксид, предотвратяват окисляването без кислородно тестване.

DIN 53380-4 е точният стандарт за пропускливост на въглероден диоксид и инфрачервено-активни газове в пластмасови филми.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние също така предоставяме услуги за тестване на предприятия в съответствие със стандарта „DIN 53380 Изпитване на пластмаси - Определяне на газопропускливост“.