ASTM F1307 Ilttransmissionshastighed gennem tørpakker ved hjælp af en coulometrisk sensor

ASTM F1307-standardtestmetoden til ilttilførselshastighed gennem tørre pakker ved hjælp af en coulometrisk sensor , udviklet af American Society for Testing and Materials (ASTM) , beskriver en testmetode til bestemmelse af den stabile tilførselshastighed for iltgas gennem pakker. Mere specifikt kan denne metode anvendes til pakker, der omgiver et tørt miljø under normal brug.

I forbindelse med denne standard gælder følgende udtryk og definitioner:

• Iltgastransmissionshastigheden er den mængde iltgas, der passerer gennem overfladen af ​​en pakke pr. tidsenhed, når den påføres den. Testbetingelser, herunder temperatur, iltpartialtryk og fugtighed på begge sider af pakken, bør specificeres. Konventionel film For at skelne det fra resultaterne af iltgastransmissionshastighed bruges udtrykket pakke i enheden for transmissionshastighed. I modsætning til filmtest, hvor testområdet altid er kendt, involverer en måling af iltgastransmissionshastighed i en pakke ofte komplekse systemer, herunder tætninger og lukninger, hvorigennem ilttransmissionen finder sted. En iltgastransmissionshastighedstest i en pakke er generelt en emballagesystemtest snarere end en simpel komponenttest.
• Iltgennemtrængelighedskoefficienten er produktet af barrierens permeabilitet og dens tykkelse. Permeabilitet er kun meningsfuld for homogene materialer, i hvilket tilfælde det er en egenskab, der er karakteristisk for bulkmaterialet. Denne størrelse bør ikke anvendes, medmindre forholdet mellem tykkelse og permeabilitet er blevet verificeret i test med forskellige materialetykkelser.
• Iltgennemtrængelighed udtrykker forholdet mellem iltgastransmissionshastigheden og forskellen mellem iltpartialtrykket på begge sider af pakkevæggen.

Denne testmetode anvender en coulometrisk iltsensor og tilhørende udstyr i et arrangement svarende til det, der er beskrevet i ASTM D3985, "Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate through Plastic Film and Sheets Using a Coulometric Sensor." Iltgastransmissionshastigheden bestemmes, efter at pakken er monteret i en testfikstur og ækvilibreret i testmiljøet.

Pakken er monteret således, at pakkens yderside udsættes for en kendt iltkoncentration, mens pakkens inderside langsomt renses med en nitrogenstrøm. Pakken kan udsættes for omgivende rumluft, der indeholder 20,8 procent ilt, eller nedsænkes i en atmosfære med 100 procent ilt. Når ilten diffunderer gennem pakkens vægge ind i nitrogenbærergassen, transporteres den til den coulometriske detektor, hvor den genererer en elektrisk strøm, der er proportional med mængden af ​​ilt, der strømmer til detektoren pr. tidsenhed.

Iltgastransmissionshastigheden er en vigtig faktor for den beskyttelse, som barrierematerialer yder. Det er dog ikke den eneste faktor, og yderligere empirisk testning bør anvendes til at korrelere emballagens ydeevne med iltgastransmissionshastigheden. Denne testmetode er egnet som en fagfællebedømt testmetode, hvis bruger og kilde er enige om prøveudtagningsprocedurer, standardiseringsprocedurer, testbetingelser og acceptkriterier.

Tilstedeværelsen af ​​visse interfererende stoffer i bæregasstrømmen kan føre til uønskede elektriske udgange og fejlfaktorer. Interfererende stoffer omfatter frit klor og nogle stærke oxidationsmidler. Eksponering for kuldioxid bør også minimeres for at forhindre beskadigelse af sensoren ved reaktion med kaliumhydroxidelektrolytten.

Apparatet til iltgastransmission, der anvendes i testene, består af følgende dele:

• Pakketeststationer giver mulighed for ind- og udløb af nitrogenbærergasstrømme uden væsentligt tab eller lækage. Erfaring har vist, at arrangementer med flere pakketeststationer er en praktisk måde at øge antallet af målinger, der er tilgængelige fra en coulometrisk sensor. En ventilmanifold forbinder bæregassiden af ​​hver teststation med sensoren i et forudbestemt mønster. Bæregassen renser kontinuerligt bæregassiderne af de pakker, der ikke er forbundet til sensoren. Den passende testgas (100 procent ilt) eller normal rumluft (20,8 procent ilt) er i kontakt med ydersiden af ​​pakken.
• En diffusionscelle er et stykke metal, der består af to halvdele, som, når de lukkes over den film, der bruges til systemkalibrering, nøjagtigt definerer filmens cirkulære område. Typiske diffusionscellearealer er 100 cm² og 30 cm². Volumenerne i cellen over og under den lukkede film er ikke kritiske; de ​​skal være små nok til at tillade hurtig gasudveksling, men ikke så små, at en overhængende eller udbulende, ikke-understøttet film ville komme i kontakt med toppen eller bunden af ​​cellen. Der medfølger instrumenter til måling af celletemperatur.
• En rille af passende størrelse, der er fræset ind i ilt- (eller testgas-) siden af ​​diffusionscellen, holder en neopren O-ring. Testområdet er defineret som det område, der skabes af den indre kontaktdiameter af den komprimerede O-ring, når diffusionscellen komprimeres mod testprøven. Dette område kan bestemmes ved at måle den indre diameter af det aftryk, som O-ringen efterlader på prøven efter fjernelse fra diffusionscellen.
• Diffusionscellens nitrogen- (eller bæregas-) side skal have en flad, hævet kant. Denne kant er den tætningsflade, som testprøven presses mod, så den skal være glat og flad, fri for ridser, der kan fremme lækage. Begge halvdele af diffusionscellen skal have passende forbindelser til indløb og udløb af gassen uden væsentligt tab eller lækage. Termostatisk styring af diffusionscellen er ønskelig. En simpel modstandsvarmer tilsluttet bæregassiden af ​​cellen for at sikre god termisk kontakt er tilstrækkelig til dette formål. En termistorføler og et passende styrekredsløb vil regulere celletemperaturen, medmindre der foretages målinger nær omgivelsestemperaturen. I dette tilfælde er det ønskeligt at anvende kølespiraler for at fjerne noget af varmen.
• Katalysatorlejet er et lille metalrør med fittings til tilslutning til indløbet på den pneumatiske nitrogengasfitting, der indeholder 3 til 5 procent platin- eller palladiumkatalysator på aluminiumoxid, og som leverer en stort set iltfri bæregas til diffusionscellen og hver pakketeststation.
• Der kræves en flowmåler med et driftsområde på 5 til 100 mL/min for at overvåge flowhastigheden af ​​nitrogenbærergas, der passerer gennem hver teststation.
• Strømningsafbryderventiler er to eller flere ventiler til at skifte mellem nitrogen- og testgasstrømmene.
• Til at overvåge mængden af ​​​​tilført ilt anvendes en iltfølsom coulometrisk sensor, som fungerer med en stort set konstant effektivitet.

Vores organisation, som i årevis har støttet virksomheder på tværs af alle sektorer gennem en bred vifte af test-, måle-, analyse- og evalueringsaktiviteter, kan prale af et stærkt team af medarbejdere, der nøje følger den globale udvikling inden for videnskab og teknologi og konstant forbedrer sig. I denne sammenhæng tilbyder vi også testtjenester i overensstemmelse med ASTM F1307 Standard Test Method for Oxygen Transmission Rate through Dry Packs Using a Coulometric Sensor.