Método de teste padrão ASTM F2476-20 para determinar a taxa de transmissão de gás dióxido de carbono (CO2TR) através de materiais de barreira usando um detector infravermelho

O padrão “Método de teste padrão ASTM F2476-20 para determinar a taxa de transmissão de gás dióxido de carbono (CO2TR) através de materiais de barreira usando um detector infravermelho” desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve um procedimento para determinar a taxa de transmissão em estado estacionário de gás dióxido de carbono através de plásticos na forma de filmes, folhas, laminados, papéis ou tecidos coextrudados ou revestidos de plástico. No caso de materiais homogêneos permite determinar:

• Taxa de transmissão de gás dióxido de carbono (CO2TR)
• Permeabilidade do filme ao gás dióxido de carbono (PCO2)
• Coeficiente de permeabilidade ao dióxido de carbono (P'CO2)

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• O coeficiente de permeabilidade ao dióxido de carbono (P'CO2) é o produto da permeabilidade e da espessura do filme. A permeabilidade só é significativa para materiais homogêneos, caso em que é uma propriedade do material a granel. Esta quantidade não deve ser usada a menos que a relação entre espessura e permeabilidade tenha sido confirmada em testes usando diversas espessuras diferentes do material.
• A permeabilidade ao dióxido de carbono (PCO2) é a razão entre TR e a diferença na pressão parcial do dióxido de carbono nos dois lados do filme.
• A taxa de transmissão de dióxido de carbono (CO2TR) é a quantidade de gás dióxido de carbono que passa pela área unitária de superfícies paralelas de um filme plástico por unidade de tempo sob condições de teste. As condições de teste, incluindo temperatura e pressão parcial de dióxido de carbono em ambos os lados do filme, devem ser especificadas.

A taxa de transmissão do gás dióxido de carbono é determinada após a amostra atingir o equilíbrio no ambiente de teste seco. Neste contexto, um ambiente seco é considerado aquele em que a umidade relativa é inferior a 1%. A amostra é montada como uma semibarreira selada entre duas câmaras à pressão atmosférica ambiente. Uma câmara é lentamente purgada com um fluxo de nitrogênio, a outra câmara com dióxido de carbono. À medida que o gás dióxido de carbono se difunde através do filme para o gás transportador nitrogênio, ele é levado para um detector infravermelho, onde uma saída elétrica é produzida, cuja magnitude é proporcional à quantidade de dióxido de carbono que flui para o detector por unidade de tempo.

A taxa de transmissão de gás dióxido de carbono (CO2TR) é um determinante importante da proteção da embalagem fornecida pelos materiais de barreira. Entretanto, esse não é o único determinante e testes adicionais baseados na experiência devem ser usados ​​para relacionar o desempenho da embalagem ao CO2TR. É adequado como um método de teste de arbitragem, desde que o comprador e o vendedor concordem com os procedimentos de amostragem, procedimentos de padronização, condições de teste e critérios de aceitação.

A temperatura é um parâmetro crítico que afeta a medição de CO2TR. O controle cuidadoso da temperatura ajudará a minimizar as alterações devido às flutuações de temperatura. A temperatura deve ser mantida entre mais/menos 0,1 grau durante o teste. A temperatura média e a faixa de temperatura encontradas durante um teste devem ser relatadas. O controle correto da temperatura é mais facilmente obtido se o dispositivo for colocado em um ambiente com temperatura controlada.

O sensor precisará de tempo para se estabilizar em uma leitura baixa característica de uma boa barreira de dióxido de carbono após ser usado para testar uma barreira de alta transmissão. Portanto, materiais com qualidades de transmissão de gás comparáveis ​​devem ser testados juntos. A calibração deve ser realizada com uma quantidade apropriada de dióxido de carbono comparável ao CO2TR das amostras testadas.

As unidades de amostragem usadas para determinar o CO2TR devem ser representativas da quantidade de produto para a qual os dados são necessários. É preciso ter cuidado para garantir que as amostras sejam representativas das condições em toda a largura e comprimento de um rolo de filme.

As amostras de teste devem ser representativas dos materiais que estão sendo testados e livres de defeitos, incluindo rugas, dobras e furos (a menos que sejam uma característica do material que está sendo testado). Se necessário, a espessura média é determinada com precisão de 2,5 µm usando um micrômetro digital (ou equivalente) em pelo menos cinco pontos distribuídos por toda a área de teste. São registrados valores máximos, mínimos e médios.

Se uma amostra for quebradiça (como com um revestimento fino ou metalização desprotegida), a medição do material pode comprometer ou arranhar a camada de barreira. Para tais amostras, pode ser preferível analisar a espessura do material após o teste de taxa de transmissão. Se a amostra de teste tiver uma estrutura assimétrica (multicamadas), as duas superfícies devem ser marcadas com marcas distintivas apropriadas e a orientação da amostra de teste na célula de difusão deve ser relatada.

Se um procedimento de condicionamento especial for usado, isso deve ser incluído no relatório.

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