DIN 53380 Prøvning af plast - Bestemmelse af gaspermeabilitet

Standarden “DIN 53380 Prøvning af plast - Bestemmelse af gaspermeabilitet”, udgivet af det tyske standardiseringsinstitut (DIN), består af følgende underafsnit, der er udgivet under samme titel:

• Metoden beskrevet i standarden "DIN 53380-1 Del 1: Volumetrisk målemetode for plastfilm" bruges til at bestemme hastigheden af ​​gas (f.eks. ilt, kuldioxid, nitrogen og blandinger deraf), der passerer gennem en plastfilm, og dermed dens egnethed til emballering af f.eks. følsomme produkter. Denne metode kan ikke bruges til gasser, der har tendens til at kondensere eller reagere kemisk med prøvematerialet.

Gasstrømningshastigheden måles ved at bestemme volumenet af gas, der passerer gennem prøven under specificerede forhold. De betingelser, der er angivet i paragraf 8, er egnede til bestemmelse af gasstrømningshastigheder fra ca. 3 cm³/(m²•d•bar) til 20000 cm³/(m²•d•bar) (d er symbolet for dage). Da gasstrømningshastigheden afhænger af produktets tykkelse, kan reproducerbare resultater kun opnås med prøver af ensartet tykkelse. For homogene materialer er gasstrømningshastigheden generelt omvendt proportional med tykkelsen.

Inden for materialevidenskab og plastteknik er det altafgørende at sikre emballagematerialers integritet og ydeevne. En af de kritiske egenskaber ved film, der anvendes i fødevareemballage, medicinsk udstyr og industrielle applikationer, er deres evne til at fungere som en barriere mod gasser. Det er her, DIN 53380-1-standarden kommer ind i billedet, da den giver en præcis metode til måling af gastransmissionshastigheder i plastfilm. Denne standard er fortsat en hjørnesten i kvalitetskontrol i plastindustrien. Ved at inkorporere en volumetrisk tilgang til at måle, hvor meget gas der passerer gennem en film under kontrollerede forhold, hjælper den producenter med at optimere materialer til specifikke anvendelser.

Gaspermeabilitet refererer til den hastighed, hvormed gasmolekyler diffunderer gennem et materiale. For plastfilm foretrækkes lav permeabilitet for at forlænge holdbarheden af ​​iltfølsomme produkter såsom friske råvarer eller lægemidler, mens høj permeabilitet kan være nødvendig for åndbare membraner, der anvendes i tekstiler eller landbrug. Utilstrækkelig kontrol af denne egenskab kan føre til ødelæggelse, kontaminering eller materialefejl.

DIN 53380-1-standarden imødekommer disse behov ved at standardisere test, sikre overholdelse af internationale regler og fremme handel. Den krydsrefereres ofte med ISO 1399 og lignende standarder for gaspermeabilitet for gummi, hvilket fremhæver dens interoperabilitet i globale testlaboratorier. I en tid domineret af miljøvenlig plast og avancerede kompositter driver nøjagtige permeabilitetsdata innovation, fra bionedbrydelige film til højtydende laminater.

DIN 53380-1-standarden er uundværlig for industrier baseret på polymerfilm:

• Fødevareemballage: Måling af ilttilførsel for at forhindre oxidation i snacks eller kød.
• Farmaceutiske produkter: Blisteremballage sikrer sterile miljøer ved at forhindre fugt og gasser i at slippe ud.
• Elektronik: Test af indkapslingsmaterialer til fleksible displays mod indtrængen af ​​helium eller nitrogen.
• Ny teknologi: Evaluering af metanbarrierer i biogaslagringsfilm, hvor volumetrisk metanpermeabilitetstest følger denne standard.

Overholdelse af DIN 53380-1-standarden opfylder ikke kun lovkrav (f.eks. EU-fødevarekontaktmaterialer), men understøtter også forskning og udvikling inden for næste generations materialer.

• Standarden "DIN 53380-2 Del 2: Manometrisk metode til testning af plastfilm" specificerer en manometrisk teknik til bestemmelse af gastransmissionshastighed gennem tynde plastfilm. I modsætning til volumetriske eller bæregasmetoder i andre dele af serien fokuserer den manometriske tilgang på trykforskelle, hvilket gør den ideel til materialer med medium til høj permeabilitet, hvor trykændringer let kan detekteres. Standarden dækker generelt film med tykkelser mellem 20 µm og 3 mm, men tilpasninger til andre områder er mulige efter anmodning. Den er kompatibel med internationale normer som ISO 15105-1 for coulometriske sensorer, men understreger enkelheden ved manometrisk testning til universel gastestning.

Inden for plastprøvning, hvor følsomhed bestemmer produktpålidelighed, fremstår DIN 53380-2-standarden som en vigtig protokol til evaluering af, hvordan gasser interagerer med polymermaterialer. Denne standard bygger på tidligere iterationer for at give en robust ramme for manometriske målinger. Den supplerer den bredere DIN 53380-serie ved at tilbyde en direkte trykbaseret tilgang til måling af gaspermeabilitet, hvilket gør den uundværlig for industrier, der kræver yderst effektive og pålidelige barrierevurderinger. Denne metode er særligt værdifuld på grund af dens anvendelighed og enkelhed på en bred vifte af gasser, fra ilt til brint, i film, der anvendes i emballage, bilkomponenter og mange andre områder.

DIN 53380-2-standarden er meget anvendt i forskellige brancher:

• Emballage: Evaluering af kuldioxidbarrierer i drikkevareflasker eller iltskærme til letfordærvelige produkter.
• Bilindustrien og energi: Evaluering af hydrogenpermeabilitet i brændselscellemembraner og muliggørelse af sikre og standardkompatible test af nye enheder.
• Medicin og elektronik: Test af film for gastætte forseglinger i enheder eller displays.
• Bæredygtighed: Måling af nitrogen- eller metanoverførsel i bionedbrydelige film til landbrug.

Denne standard fremskynder forskning og udvikling ved at muliggøre hurtig og alsidig testning, som det ses i termoplastiske polyurethaner, hvor permeabilitetsdata styrer formuleringer til applikationer med lavt gasindhold.

• Standarden "DIN 53380-3 Del 3: Iltspecifik bæregas - Målemetode på plastfilm og støbte plastdele" beskriver en metode til bestemmelse af iltgennemtrængelighed (for ren ilt eller iltgasblandinger, f.eks. for luft) af plastfilm, ark og hule plastlegemer (f.eks. emballagebeholdere, plastrør), som defineret i DIN 16922, hvilket muliggør evaluering af deres egnethed til emballage- og tekniske applikationer. Denne metode kan bruges til at bestemme permeabilitetshastigheder fra 0,05 cm³/(m²•d•bar) til 1000 cm³/(m²•d•bar) for film og ark, og fra cirka 0,0005 cm³/(d•bar) til 10 cm³/(d•bar) for hullegemer. Her repræsenterer d en enhed på 24 timer.

Inden for moderne materialeteknik er præcisionen af ​​gasbarriereydelse ubestridelig, og DIN 53380-3-standarden betragtes som guldstandarden for måling af ilttransmissionshastighed i plastfilm ved hjælp af bæregasmetoden. Denne standard repræsenterer den mest avancerede og præcise tilgang til iltspecifikke tests i DIN 53380-serien af ​​standarder. I modsætning til volumetriske eller manometriske teknikker bruger bæregasmetoden et kontinuerligt flowsystem med en dedikeret iltsensor og giver detektionsgrænser så lave som 0,0005 cm3/(m2•d•bar), hvilket er kritisk for højbarrierefilm, der anvendes i fødevare-, farmaceutisk og elektronisk emballage.

Ilt er en nøglefaktor i oxidation, fordærv og mikrobiel vækst i emballerede produkter. Selv spor af permeabilitet, såsom 0,1 cm³/m²/dag, kan reducere holdbarheden af ​​følsomme produkter fra måneder til uger. Derimod foretrækkes kontrolleret ilttilførsel i anvendelser som emballage til friske produkter (modificeret atmosfæreemballage) eller sårforbindinger.

DIN 53380-3-standarden fastsætter følgende:

• Ultralave detektionsgrænser for materialer med høj barriere (f.eks. aluminiumbelagt PET).
• Høj repeterbarhed (typisk plus/minus 5 procent)
• Realtidsovervågning med kontinuerlig gasstrøm.
• Overholdelse af (EF) nr. 1935/2004 og FDA 21 CFR-reglerne for materialer i kontakt med fødevarer.

Med fremkomsten af ​​fleksible elektroniske enheder, bionedbrydelige barrierer og aktiv emballage er nøjagtige data om ilttilførselshastighed afgørende for innovation og lovgivningsmæssig godkendelse.

• Standarden "DIN 53380-4 Del 4: Specifik infrarød absorptionsmetode til kuldioxidprøvning af plastfilm og plastforme" beskriver en infrarød absorptionsmetode til bestemmelse af gastransmissionshastighederne for kuldioxid, metan, lattergas og andre infrarødt absorberende gasser. Denne metode, som garanterer international konsistens, er i overensstemmelse med ISO 15105-3-standarden.

I den komplekse verden af ​​polymerbarrieretestning tilbyder DIN 53380-4-standarden en specialiseret, højfølsom løsning til måling af transmissionshastighederne for kuldioxid og andre infrarødt-aktive gasser gennem plastfilm. Denne standard anvender ikke-dispersiv infrarødspektroskopi til at opnå selektiv realtidsdetektion med detektionsgrænser så lave som 0,1 cm³/(m²•d•bar). Med fokus på kuldioxidkritiske anvendelser lige fra drikkevareemballage til modificerede atmosfæresystemer og bæredygtige biogasmembraner supplerer denne standard iltspecifikke (DIN 53380-3), manometriske (DIN 53380-2) og volumetriske (DIN 53380-1) metoder.

DIN 53380-4-standarden er meget anvendt inden for følgende områder:

• Drikkevareemballage: PET-flasker skal have et kuldioxidtab på mindre end 10 % over 3 måneder. Denne standard validerer barrierebelægninger og blandinger af genbrugt PET.
• Fødevareemballage: Kaffe, snacks, ost og andre produkter kræver kuldioxidvasket emballage i modificeret atmosfære, hvilket nødvendiggør en afbalanceret ind- og udkørsel. Dette forhindrer emballagen i at kollapse under transport.
• Biogas og vedvarende energi: Metanbarrierer i foringer i anaerobe biogastanke. Metanfilter (3,3 µm), der overholder DIN 53380-4, måler lækagerisiko.
• Farmaceutiske produkter: Hætteglas og blisterpakninger vasket med kuldioxid forhindrer oxidation uden ilttest.

DIN 53380-4 er den præcise standard for kuldioxid- og IR-aktiv gaspermeabilitet i plastfilm.

I mange år har vores organisation, med sit kompetente og erfarne personale, forstået sine kunders behov, leveret de avancerede testtjenester, de har brug for, og hjulpet dem med etablering, implementering og forbedring af ledelsessystemer. Inden for denne ramme leverer vi også testtjenester til virksomheder i overensstemmelse med standarden "DIN 53380 Testning af plast - Bestemmelse af gaspermeabilitet".