ASTM F1307 Syreöverföringshastighet genom torra förpackningar med hjälp av en coulometrisk sensor

ASTM F1307-standardtestmetoden för syretillförselhastighet genom torra paket med hjälp av en coulometrisk sensor , utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM) , beskriver en testmetod för att bestämma den stationära tillförselhastigheten för syrgas genom paket. Mer specifikt är denna metod tillämplig på paket som omger en torr miljö vid normal användning.

För denna standards syften gäller följande termer och definitioner:

• Syrgasöverföringshastigheten är den mängd syrgas som passerar genom ytan på ett paket per tidsenhet när det appliceras på det. Testförhållanden, inklusive temperatur, syrets partialtryck och fuktighet på båda sidor av paketet, bör specificeras. Konventionell film För att skilja det från resultat av syrgasöverföringshastighet används termen förpackning i enheten för överföringshastighet. Till skillnad från filmtester, där testområdet alltid är känt, involverar en mätning av syrgasöverföringshastighet i förpackning ofta komplexa system, inklusive tätningar och förslutningar, genom vilka syreöverföring sker. Ett syrgasöverföringshastighetstest i förpackning är i allmänhet ett förpackningssystemtest snarare än ett enkelt komponenttest.
• Syregeneromlighetskoefficienten är produkten av barriärens permeabilitet och dess tjocklek. Permeabilitet är endast meningsfull för homogena material, i vilket fall det är en egenskap som är karakteristisk för bulkmaterialet. Denna kvantitet bör inte användas om inte sambandet mellan tjocklek och permeabilitet har verifierats i tester med olika materialtjocklekar.
• Syrepermeabilitet uttrycker förhållandet mellan syrgasens transmissionshastighet och skillnaden mellan syrets partialtryck på båda sidor av förpackningsväggen.

Denna testmetod använder en coulometrisk syresensor och tillhörande utrustning i ett arrangemang som liknar det som beskrivs i ASTM D3985, "Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate through Plastic Film and Sheets Using a Coulometric Sensor". Syrgasöverföringshastigheten bestäms efter att paketet har monterats i en testfixtur och balanserats i testmiljön.

Förpackningen är monterad så att utsidan av förpackningen exponeras för en känd syrekoncentration medan insidan långsamt spolas med en kvävgasström. Förpackningen kan exponeras för omgivande rumsluft innehållande 20,8 procent syre eller nedsänkas i en atmosfär med 100 procent syre. När syret diffunderar genom förpackningens väggar in i kvävgasen transporteras det till den coulometriska detektorn, där den genererar en elektrisk ström proportionell mot mängden syre som flödar till detektorn per tidsenhet.

Syrgasöverföringshastigheten är en viktig faktor för det skydd som barriärmaterial ger. Det är dock inte den enda faktorn, och ytterligare empirisk testning bör användas för att korrelera förpackningens prestanda med syrgasöverföringshastigheten. Denna testmetod är lämplig som en expertgranskad testmetod om användaren och källan är överens om provtagningsförfaranden, standardiseringsförfaranden, testförhållanden och acceptanskriterier.

Närvaron av vissa störande ämnen i bärgasströmmen kan leda till oönskade elektriska utsignaler och felfaktorer. Störande ämnen inkluderar fritt klor och vissa starka oxidationsmedel. Exponering för koldioxid bör också minimeras för att förhindra skador på sensorn genom att reagera med kaliumhydroxidelektrolyten.

Syrgasöverföringsapparaten som används i testerna består av följande delar:

• Paketteststationer erbjuder ett sätt att in- och utloppa kvävgasströmmar utan betydande förlust eller läckage. Erfarenheten har visat att arrangemang med flera paketteststationer är ett praktiskt sätt att öka antalet mätningar som är tillgängliga från en coulometrisk sensor. Ett ventilgrenrör ansluter bärgassidan på varje teststation till sensorn i ett förutbestämt mönster. Bärgasen rensar kontinuerligt bärgassidorna på de paket som inte är anslutna till sensorn. Lämplig testgas (100 procent syre) eller normal rumsluft (20,8 procent syre) kommer i kontakt med paketets utsida.
• En diffusionscell är en metallbit bestående av två halvor som, när de stängs över filmen som används för systemkalibrering, exakt definierar filmens cirkulära area. Typiska diffusionscellarea är 100 cm² och 30 cm². Volymerna i cellen ovanför och under den stängda filmen är inte kritiska; de bör vara tillräckligt små för att möjliggöra snabbt gasutbyte, men inte så små att en överhängande eller utbuktande, ostödd film skulle komma i kontakt med cellens topp eller botten. Instrument tillhandahålls för att mäta celltemperaturen.
• Ett spår av lämplig storlek, fräst i diffusionscellens syre- (eller testgas-) sida, håller en neopren-O-ring. Testområdet definieras som det område som skapas av den komprimerade O-ringens inre kontaktdiameter när diffusionscellen komprimeras mot testprovet. Detta område kan bestämmas genom att mäta den inre diametern på det avtryck som O-ringen lämnar på provet efter att det tagits bort från diffusionscellen.
• Kvävesidan (eller bärgassidan) av diffusionscellen bör ha en plan, upphöjd kant. Denna kant är den tätande yta mot vilken testprovet pressas, så den bör vara slät och plan, fri från repor som kan främja läckage. Båda halvorna av diffusionscellen bör ha lämpliga anslutningar för gasens inlopp och utlopp utan betydande förlust eller läckage. Termostatstyrning av diffusionscellen är önskvärd. En enkel motståndsvärmare ansluten till cellens bärgassida för att säkerställa god termisk kontakt är tillräcklig för detta ändamål. En termistorsensor och en lämplig styrkrets reglerar celltemperaturen om inte mätningar görs nära omgivningstemperatur. I detta fall är det önskvärt att tillhandahålla kylspolar för att avlägsna en del av värmen.
• Katalysatorbädden är ett litet metallrör med kopplingar för anslutning till inloppet på den pneumatiska kvävgaskopplingen som innehåller 3 till 5 procent platina- eller palladiumkatalysator på aluminiumoxid och tillhandahåller en i huvudsak syrefri bärgas till diffusionscellen och varje paketteststation.
• En flödesmätare med ett driftsområde på 5 till 100 ml/min behövs för att övervaka flödeshastigheten för kvävebärgasen som passerar genom varje teststation.
• Flödesavledningsventiler är två eller flera ventiler för att omkoppla kväve- och testgasflödet.
• För att övervaka mängden tillfört syre används en syrekänslig coulometrisk sensor, som arbetar med en i huvudsak konstant verkningsgrad.

Vår organisation, som i åratal har stöttat företag inom alla sektorer genom ett brett utbud av test-, mät-, analys- och utvärderingsaktiviteter, har ett starkt team av medarbetare som noggrant följer den globala utvecklingen inom vetenskap och teknik och ständigt förbättrar sig. I detta sammanhang tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med ASTM F1307 Standard Test Method for Oxygen Transmission Rate through Dry Packs Using a Coulometric Sensor.