Стандарт DIN 53380 «Испытание пластмасс — определение газопроницаемости»

Стандарт «DIN 53380 Испытание пластмасс — Определение газопроницаемости», опубликованный Немецким институтом стандартизации (DIN), состоит из следующих подразделов, опубликованных под тем же названием:

• Метод, описанный в стандарте «ДИН 53380-1 Часть 1: Метод объемного измерения пластиковых пленок», используется для определения скорости газа (например, кислорода, диоксида углерода, азота и их смесей), проходящего через пластиковую пленку, и, следовательно, ее пригодности для упаковки, например, чувствительных продуктов. Этот метод не может быть использован для газов, которые склонны к конденсации или химической реакции с образцом материала.

Расход газа измеряется путем определения объема газа, проходящего через образец при заданных условиях. Условия, приведенные в пункте 8, подходят для определения расхода газа в диапазоне от приблизительно 3 см³/(м²•д•бар) до 20 000 см³/(м²•д•бар) (где д — символ дней). Поскольку расход газа зависит от толщины изделия, воспроизводимые результаты могут быть получены только с образцами одинаковой толщины. Для однородных материалов расход газа, как правило, обратно пропорционален толщине.

В мире материаловедения и инженерии пластмасс обеспечение целостности и эксплуатационных характеристик упаковочных материалов имеет первостепенное значение. Одним из важнейших свойств пленок, используемых в пищевой упаковке, медицинских изделиях и промышленных целях, является их способность выступать в качестве барьера против газов. Именно здесь на помощь приходит стандарт DIN 53380-1, предоставляющий точный метод измерения скорости газопроницаемости пластиковых пленок. Этот стандарт остается краеугольным камнем контроля качества в пластмассовой промышленности. Благодаря использованию объемного подхода к измерению количества газа, проходящего через пленку в контролируемых условиях, он помогает производителям оптимизировать материалы для конкретных применений.

Газопроницаемость — это скорость диффузии молекул газа через материал. Для пластиковых пленок предпочтительна низкая проницаемость, чтобы продлить срок хранения чувствительных к кислороду продуктов, таких как свежие продукты или фармацевтические препараты, в то время как высокая проницаемость может потребоваться для воздухопроницаемых мембран, используемых в текстильной промышленности или сельском хозяйстве. Недостаточный контроль этого свойства может привести к порче, загрязнению или разрушению материала.

Стандарт DIN 53380-1 отвечает этим потребностям, стандартизируя испытания, обеспечивая соответствие международным нормам и упрощая торговлю. На него часто ссылаются в сравнении со стандартом ISO 1399 и аналогичными стандартами по газопроницаемости резины, что подчеркивает его совместимость с мировыми испытательными лабораториями. В эпоху, когда доминируют экологически чистые пластмассы и передовые композитные материалы, точные данные о проницаемости стимулируют инновации, от биоразлагаемых пленок до высокоэффективных ламинатов.

Стандарт DIN 53380-1 незаменим для отраслей промышленности, использующих полимерные пленки:

• Упаковка пищевых продуктов: измерение уровня кислорода для предотвращения окисления закусок или мясных продуктов.
• Фармацевтические препараты: Блистерная упаковка обеспечивает стерильность, предотвращая утечку влаги и газов.
• Электроника: Испытание материалов для герметизации гибких дисплеев на устойчивость к проникновению гелия или азота.
• Новая технология: Оценка барьерных свойств для метана в пленочных материалах для хранения биогаза, где объемное тестирование проницаемости метана проводится в соответствии с данным стандартом.

Соответствие стандарту DIN 53380-1 не только отвечает законодательным требованиям (например, требованиям ЕС к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами), но и поддерживает исследования и разработки материалов следующего поколения.

• Стандарт «DIN 53380-2 Часть 2: Манометрический метод испытания пластиковых пленок» описывает манометрическую методику определения скорости прохождения газа через тонкие пластиковые пленки. В отличие от объемных методов или методов с использованием несущего газа, описанных в других частях серии, манометрический подход фокусируется на разности давлений, что делает его идеальным для материалов со средней и высокой проницаемостью, где изменения давления легко обнаруживаются. Стандарт, как правило, охватывает пленки толщиной от 20 мкм до 3 мм, но по запросу возможны адаптации для других диапазонов. Он совместим с международными нормами, такими как ISO 15105-1 для кулонометрических датчиков, но подчеркивает простоту манометрического тестирования для универсального газового анализа.

В области испытаний пластмасс, где чувствительность определяет надежность продукции, стандарт DIN 53380-2 становится важнейшим протоколом для оценки взаимодействия газов с полимерными материалами. Этот стандарт основан на предыдущих версиях и обеспечивает надежную основу для манометрических измерений. Он дополняет более широкую серию стандартов DIN 53380, предлагая прямой подход к измерению газопроницаемости на основе давления, что делает его незаменимым для отраслей, требующих высокоэффективной и надежной оценки барьерных свойств. Этот метод особенно ценен благодаря своей применимости и простоте к широкому спектру газов, от кислорода до водорода, в пленках, используемых в упаковке, автомобильных компонентах и ​​многих других областях.

Стандарт DIN 53380-2 широко используется в различных отраслях промышленности:

• Упаковка: Оценка барьерных свойств бутылок для напитков по отношению к углекислому газу или кислороду для скоропортящихся продуктов.
• Автомобильная промышленность и энергетика: оценка проницаемости водорода в мембранах топливных элементов и разработка новых устройств для проведения безопасных и соответствующих стандартам испытаний.
• Медицина и электроника: тестирование пленок на герметичность в устройствах или дисплеях.
• Устойчивое развитие: Измерение переноса азота или метана в биоразлагаемых пленках для сельского хозяйства.

Этот стандарт ускоряет научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, обеспечивая быстрое и универсальное тестирование, как это видно на примере термопластичных полиуретанов, где данные о проницаемости помогают в разработке рецептур для применений с низким содержанием газов.

• Стандарт «DIN 53380-3 Часть 3: Кислород-специфический газ-носитель — Метод измерения на пластиковых пленках и пластиковых формованных деталях» описывает метод определения кислородной проницаемости (для чистого кислорода или смесей кислорода, например, для воздуха) пластиковых пленок, листов и полых пластиковых тел (например, упаковочных контейнеров, пластиковых трубок), как определено в DIN 16922, что позволяет оценить их пригодность для упаковки и инженерных применений. Этот метод может быть использован для определения значений проницаемости в диапазоне от 0,05 см³/(м²•д•бар) до 1000 см³/(м²•д•бар) для пленок и листов и от приблизительно 0,0005 см³/(д•бар) до 10 см³/(д•бар) для полых тел. Здесь d обозначает единицу измерения 24 часа.

В современной материаловедении точность определения газобарьерных свойств неоспорима, и стандарт DIN 53380-3 считается золотым стандартом для измерения скорости пропускания кислорода в пластиковых пленках с использованием метода несущего газа. Этот стандарт представляет собой наиболее передовой и точный подход к определению содержания кислорода в серии стандартов DIN 53380. В отличие от объемных или манометрических методов, метод несущего газа использует систему непрерывного потока со специальным датчиком кислорода и обеспечивает пределы обнаружения до 0,0005 см³/(м²•д•бар), что имеет решающее значение для высокобарьерных пленок, используемых в пищевой, фармацевтической и электронной упаковке.

Кислород является ключевым фактором окисления, порчи и роста микроорганизмов в упакованных продуктах. Даже следовые количества проницаемости, например, 0,1 см³/м²/день, могут сократить срок хранения чувствительных продуктов с месяцев до недель. В отличие от этого, контролируемая подача кислорода предпочтительна в таких областях применения, как упаковка свежих продуктов (упаковка в модифицированной атмосфере) или перевязочные материалы для ран.

Стандарт DIN 53380-3 предусматривает следующее:

• Сверхнизкие пределы обнаружения для материалов с высоким барьерным свойством (например, ПЭТ с алюминиевым покрытием).
• Высокая воспроизводимость (обычно плюс-минус 5 процентов)
• Мониторинг в реальном времени с непрерывным потоком газа.
• Соответствие требованиям Регламента ЕС № 1935/2004 и правилам FDA 21 CFR для материалов, контактирующих с пищевыми продуктами.

С появлением гибких электронных устройств, биоразлагаемых барьеров и активной упаковки точные данные о скорости подачи кислорода имеют важное значение для инноваций и получения разрешений регулирующих органов.

• Стандарт «DIN 53380-4 Часть 4: Специальный метод инфракрасного поглощения для определения скорости пропускания углекислого газа через пластиковые пленки и пластиковые формы» описывает метод инфракрасного поглощения для определения скорости пропускания углекислого газа, метана, закиси азота и других газов, поглощающих инфракрасное излучение. Этот метод, гарантирующий международную согласованность, соответствует стандарту ISO 15105-3.

В сложном мире испытаний полимерных барьерных материалов стандарт DIN 53380-4 предлагает специализированное высокочувствительное решение для измерения скорости пропускания углекислого газа и других газов, активных в инфракрасном диапазоне, через пластиковые пленки. Этот стандарт использует недисперсионную инфракрасную спектроскопию для достижения селективного обнаружения в реальном времени с пределами обнаружения всего 0,1 см³/(м²•д•бар). Сосредоточившись на критически важных для углекислого газа областях применения, от упаковки напитков до систем с модифицированной атмосферой и экологически чистых биогазовых мембран, этот стандарт дополняет методы, специфичные для кислорода (DIN 53380-3), манометрические (DIN 53380-2) и объемные (DIN 53380-1).

Стандарт DIN 53380-4 широко используется в следующих областях:

• Упаковка для напитков: ПЭТ-бутылки должны иметь показатель потери углекислого газа менее 10% за 3 месяца. Этот стандарт подтверждает пригодность барьерных покрытий и смесей переработанного ПЭТ.
• Упаковка для пищевых продуктов: Кофе, закуски, сыр и другие продукты требуют упаковки в модифицированной атмосфере с промывкой углекислым газом, что обеспечивает сбалансированный вход/выход. Это предотвращает деформацию упаковки во время транспортировки.
• Биогаз и возобновляемая энергия: Метановые барьеры во внутренней облицовке анаэробных реакторов. Метановый фильтр (3,3 мкм), соответствующий стандарту DIN 53380-4, измеряет риск утечки.
• Фармацевтические препараты: Флаконы и блистерные упаковки, промытые диоксидом углерода, предотвращают окисление без проведения анализа на содержание кислорода.

Стандарт DIN 53380-4 является точным стандартом для определения проницаемости пластиковых пленок для углекислого газа и ИК-активных газов.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем предприятиям услуги по тестированию в соответствии со стандартом «DIN 53380 Испытание пластмасс — определение газопроницаемости».