ASTM F1927 Скорость пропускания и проницаемость газообразного кислорода при контролируемой относительной влажности

Стандартный метод испытаний ASTM F1927 для определения скорости пропускания кислорода, проницаемости и пропускания через барьерные материалы при контролируемой относительной влажности с использованием кулонометрического детектора, разработанный Американским обществом по испытанию материалов (ASTM) , описывает метод испытания для определения скорости пропускания кислорода через пленки, листы, ламинаты, соэкструзии или бумагу или ткани с пластиковым покрытием в стационарном состоянии при определенной температуре и уровне относительной влажности.

Этот метод испытаний расширяет общепринятую практику использования нулевой влажности или, в лучшем случае, предполагаемой влажности. Влажность играет значительную роль в скорости проникновения кислорода через многие материалы. Этот метод испытаний позволяет определить скорость проникновения кислорода, проницаемость пленки для кислорода, зависимость проницаемости пленки от толщины и коэффициент проницаемости кислорода для однородных материалов при определённых температуре и относительной влажности.

Для целей настоящего стандарта применяются следующие термины и определения:

• Коэффициент кислородопроницаемости представляет собой произведение проницаемости на толщину плёнки. Проницаемость имеет значение только для однородных материалов, в этом случае она является свойством объёма материала. Эту величину следует использовать только в том случае, если соотношение между толщиной и проницаемостью не подтверждено испытаниями с использованием материалов различной толщины.
• Кислородная проницаемость — это отношение скорости пропускания газообразного кислорода к разнице парциального давления кислорода по обе стороны пленки.
• Коэффициент проницаемости кислорода — это отношение скорости пропускания газообразного кислорода к толщине плёнки. Коэффициент проницаемости имеет смысл только для однородных материалов, в этом случае он является свойством объёма материала. Эту величину следует использовать только в том случае, если неизвестна связь между толщиной и скоростью пропускания.
• Скорость проникновения кислорода — это количество кислорода, проходящего через единицу площади параллельных поверхностей пластиковой плёнки за единицу времени в условиях испытания при заданных температуре и относительной влажности (скорость проникновения кислорода). Необходимо указать условия испытания, включая температуру, относительную влажность и парциальное давление кислорода с обеих сторон плёнки.
• Коэффициент пропускания газообразного кислорода — это широко используемый коэффициент пропускания газообразного кислорода.

Скорость пропускания кислорода определяется после достижения образцом равновесия при определённых температуре и влажности. Образец устанавливается как герметичный полубарьер между двумя камерами при атмосферном давлении. Одна камера медленно продувается потоком азота при определённой температуре и относительной влажности, а другая – потоком кислорода, температура которого может совпадать с температурой потока азота, но с другой относительной влажностью. Это более точно имитирует реальные условия хранения. По мере диффузии кислорода из плёнки в газ-носитель азот он транспортируется к кулонометрическому детектору, где генерирует электрический ток, пропорциональный количеству кислорода, поступающего к детектору в единицу времени.

Скорость проникновения кислорода при заданной температуре и относительной влажности является важным фактором, определяющим защиту, обеспечиваемую барьерными материалами для упаковки. Однако это не единственный фактор, и для установления корреляции между эксплуатационными характеристиками упаковки и скоростью проникновения кислорода необходимы дополнительные эмпирические испытания. Этот метод подходит для арбитражного тестирования при условии, что покупатель и продавец согласуют процедуры отбора проб, стандартизации, условия испытаний и критерии приемки.

Присутствие некоторых мешающих веществ в потоке газа-носителя может привести к появлению нежелательных электрических выходных сигналов и появлению погрешностей. К таким веществам относятся свободный хлор и некоторые сильные окислители. Также следует минимизировать воздействие углекислого газа, чтобы предотвратить повреждение датчика в результате реакции с электролитом гидроксидом калия.

Испытания используют устройство подачи газообразного кислорода. Альтернативные системы должны быть оценены для обеспечения эквивалентной производительности. Устройство имеет диффузионную ячейку, состоящую из двух металлических половин, которые при закрытии над испытуемым образцом будут точно определять круглую область. Типичные приемлемые площади диффузионной ячейки составляют 100 и 50 см². Объем, заключенный в каждой половинке ячейки при сжатии, не имеет решающего значения: он должен быть достаточно малым для обеспечения быстрого газообмена, но не настолько малым, чтобы провисающая или вздувающаяся незакрепленная пленка соприкасалась с краями ячейки. Диффузионная ячейка должна быть оснащена устройством измерения и контроля температуры, а также средствами измерения и контроля относительной влажности. Контроль температуры имеет решающее значение, поскольку относительная влажность может изменяться на целых 5 процентов отн. влажн. на градус Цельсия в определенных температурных зонах. Компактная конструкция структуры диффузионной ячейки вместе с соответствующими элементами управления позволяет лучше контролировать температуру. Температура должна контролироваться с точностью плюс/минус 0,5 градуса Цельсия или лучше.

Кулонометрический детектор — это тип аналитического детектора, используемого в химическом анализе, чаще всего в газовой хроматографии (ГХ), который измеряет концентрацию веществ, основываясь на общем электрическом заряде, необходимом для проведения химической реакции с участием аналита. Детектор использует электрохимическую ячейку, в которой целевое соединение подвергается окислению или восстановлению. В ходе реакции генерируются или потребляются электроны, и измеряется величина необходимого электрического тока (или общий заряд). Поскольку электрический ток прямо пропорционален количеству аналита, это обеспечивает высокую точность количественного определения. Кулонометрический титратор определяет содержание воды в образцах, измеряя заряд, необходимый для образования йода, который реагирует с водой.

Кулонометрический детектор обеспечивает очень точные результаты, особенно при правильной калибровке и использовании в оптимальных условиях. Это высокочувствительный и точный метод, особенно для анализа следовых количеств.

Наша организация, которая на протяжении многих лет оказывает поддержку предприятиям всех секторов, предлагая широкий спектр услуг по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, может похвастаться сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартным методом испытаний ASTM F1927 для определения скорости пропускания газа кислорода, его проницаемости и проницаемости через барьерные материалы при контролируемой относительной влажности с использованием кулонометрического детектора.