ASTM F2476-20 Стандартный метод испытаний для определения скорости пропускания углекислого газа (CO2TR) через барьерные материалы с использованием инфракрасного детектора

Стандарт «ASTM F2476-20 Стандартный метод испытаний для определения скорости пропускания углекислого газа (CO2TR) через барьерные материалы с использованием инфракрасного детектора», разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), описывает процедуру определения установившейся скорости пропускания углекислого газа через пластмассы в виде пленок, листов, ламинатов, соэкструдированной или покрытой пластиком бумаги или тканей. В случае однородных материалов это позволяет определить:

• Скорость переноса углекислого газа (CO2TR)
• Проницаемость пленки для углекислого газа (PCO2)
• Коэффициент проницаемости углекислого газа (P'CO2)

Для целей настоящего стандарта применяются следующие термины и определения:

• Коэффициент проницаемости углекислого газа (P'CO2) является произведением проницаемости и толщины пленки. Проницаемость имеет значение только для однородных материалов, в этом случае она является свойством сыпучего материала. Эту величину не следует использовать, если взаимосвязь между толщиной и проницаемостью не была подтверждена в ходе испытаний с использованием нескольких различных толщин материала.
• Проницаемость для углекислого газа (PCO2) — это отношение TR к разнице парциального давления углекислого газа по обе стороны пленки.
• Скорость пропускания углекислого газа (CO2TR) — это количество углекислого газа, проходящего через единицу площади параллельных поверхностей пластиковой пленки за единицу времени в условиях испытания. Необходимо указать условия испытаний, включая температуру и парциальное давление углекислого газа с обеих сторон пленки.

Скорость пропускания углекислого газа определяется после того, как образец достигает равновесия в сухой испытательной среде. В данном контексте сухой средой считается среда, в которой относительная влажность составляет менее 1 процента. Образец устанавливается как герметичный полубарьер между двумя камерами при атмосферном давлении окружающей среды. Одну камеру медленно продувают потоком азота, другую — углекислым газом. Когда углекислый газ диффундирует через пленку в газ-носитель азот, он переносится в инфракрасный детектор, где создается электрический выходной сигнал, величина которого пропорциональна количеству углекислого газа, поступающего в детектор за единицу времени.

Скорость проникновения углекислого газа (CO2TR) является важным фактором, определяющим защиту упаковки, обеспечиваемую барьерными материалами. Однако это не единственный определяющий фактор, и для установления связи между эффективностью упаковки и выбросами CO2TR следует использовать дополнительные испытания, основанные на опыте. Он пригоден в качестве метода арбитражного испытания при условии, что покупатель и продавец согласуют процедуры отбора проб, процедуры стандартизации, условия испытаний и критерии приемки.

Температура является критическим параметром, влияющим на измерение CO2TR. Тщательный контроль температуры поможет свести к минимуму изменения, вызванные колебаниями температуры. Во время испытания температура должна поддерживаться в пределах плюс/минус 0,1 градуса. Необходимо указать среднюю температуру и диапазон температур, полученные во время испытания. Правильный контроль температуры легче обеспечить, если поместить устройство в среду с контролируемой температурой.

Датчику потребуется время, чтобы установить низкие показания, характерные для хорошего барьера по углекислому газу после использования для проверки барьера с высоким коэффициентом пропускания. Поэтому материалы со сравнимыми характеристиками газопроницаемости следует испытывать вместе. Калибровку следует проводить с соответствующим количеством углекислого газа, сопоставимым с CO2TR тестируемых образцов.

Единицы выборки, используемые для определения CO2TR, должны быть репрезентативными для количества продукта, для которого требуются данные. Необходимо следить за тем, чтобы образцы были репрезентативными для условий по всей ширине и длине рулона пленки.

Образцы для испытаний должны быть репрезентативными для испытуемых материалов и не иметь дефектов, включая морщины, складки и отверстия (если только они не являются характерными особенностями испытуемого материала). При необходимости среднюю толщину определяют с точностью до 2,5 мкм с помощью цифрового микрометра (или эквивалента) не менее чем в пяти точках, распределенных по всей площади испытания. Регистрируются максимальные, минимальные и средние значения.

Если образец хрупкий (например, с тонким покрытием или незащищенной металлизацией), измерение материала может повредить или поцарапать барьерный слой. Для таких образцов может быть предпочтительнее проанализировать толщину материала после испытания на скорость пропускания. Если испытуемый образец имеет асимметричную (многослойную) структуру, то обе поверхности должны быть помечены соответствующими отличительными знаками, а также должна быть указана ориентация испытуемого образца в диффузионной ячейке.

Если используется специальная процедура кондиционирования, это следует включить в отчет.

Наша организация, которая на протяжении многих лет стремится оказывать поддержку предприятиям всех секторов посредством широкого спектра испытаний, измерений, анализа и оценочных исследований, имеет сильный штат сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В этом контексте предприятиям также предоставляются услуги по тестированию в соответствии со стандартом «ASTM F2476-20 Стандартный метод испытаний для определения скорости пропускания углекислого газа (CO2TR) через барьерные материалы с использованием инфракрасного детектора».