ASTM F1927 Kontrollü Bağıl Nem Oranında Oksijen Gazı İletim Oranı ve Geçirgenlik

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM F1927 Kulometrik dedektör kullanılarak bariyer malzemeler üzerinden kontrollü bağıl nem oranında oksijen gazı iletim oranı, geçirgenlik ve geçirgenliğin belirlenmesine yönelik standart test yöntemi” standardında, oksijen gazının, sabit durumda, belirli bir sıcaklık ve bağıl nem seviyesinde, film, levha, laminat, ko-ekstrüzyon veya plastik kaplı kağıt veya kumaşlar üzerinden iletim hızının belirlenmesine yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır.

Bu test yöntemi, sıfır nem veya en iyi ihtimalle varsayılan nem ile ilgili yaygın uygulamayı genişletir. Nem, birçok malzemenin oksijen gazı iletim hızında önemli bir rol oynar. Bu test yöntemi, belirli bir sıcaklık ve bağıl nem seviyesinde homojen malzemeler söz konusu olduğunda oksijen gazı iletim hızının, filmin oksijen gazına geçirgenliğinin, filmin kalınlığına geçirgenlik katsayısının ve oksijen geçirgenlik katsayısının belirlenmesini sağlar.

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

• Oksijen geçirgenlik katsayısı, geçirgenlik ve filmin kalınlığının çarpımını ifade eder. Geçirgenlik sadece homojen malzemeler için anlamlıdır, bu durumda toplu malzemenin bir özelliğidir. Bu nicelik, kalınlık ve geçirgenlik arasındaki ilişki malzemenin çeşitli kalınlıkları kullanılarak yapılan testlerde doğrulanmadığı sürece kullanılmamalıdır.
• Oksijen geçirgenliği, oksijen gazı iletim oranının filmin iki tarafındaki oksijenin kısmi basıncı arasındaki farka oranıdır.
• Oksijen geçirgenlik katsayısı, oksijen gazı iletim oranının filmin kalınlığına oranıdır. Geçirgenlik katsayısı yalnızca homojen malzemeler için anlamlıdır, bu durumda dökme malzemenin bir özelliğidir. Kalınlık ve iletim hızı arasındaki ilişki bilinmediği sürece bu miktar kullanılmamalıdır.
• Oksijen geçirgenlik oranı, belirli bir sıcaklıkta ve bağıl nemde (oksijen gazı iletim oranı), test koşulları altında birim zamanda bir plastik filmin paralel yüzeylerinin birim alanından geçen oksijen gazı miktarıdır. Sıcaklık, bağıl nem ve filmin her iki tarafındaki oksijen kısmi basıncı dahil olmak üzere test koşulları belirtilmelidir.
• Oksijen gazı iletim oranı, yaygın olarak kullanılan bir oksijen gazı iletim oranıdır.

Oksijen gazı iletim hızı, numune belirli bir sıcaklık ve nem ortamında dengeye geldikten sonra belirlenir. Numune, ortam atmosferik basıncında iki bölme arasına sızdırmaz bir yarı bariyer olarak monte edilir. Bir bölme, belirli bir sıcaklık ve bağıl nem oranında bir azot akımı ile yavaşça temizlenir ve diğer bölme, nitrojen akımı ile aynı sıcaklıkta ancak nitrojen akımından farklı bir bağıl nem oranına sahip olabilen bir oksijen akımı ile temizlenir. Bu durumda ortam, gerçek raf koşullarını daha yakından simüle eder. Oksijen gazı, filmden azot taşıyıcı gaza nüfuz ettikçe, birim zamanda dedektöre akan oksijen miktarıyla orantılı büyüklükte bir elektrik akımı ürettiği kulometrik dedektöre taşınır.

Belirli bir sıcaklık ve bağıl nemde oksijen gazı iletim oranı, bariyer malzemelerinin sağladığı ambalaj korumasının önemli bir belirleyicisidir. Ancak tek belirleyici değildir ve ambalaj performansını oksijen gazı iletim oranı ile ilişkilendirmek için deneyime dayalı ek testler kullanılmalıdır. Alıcı ve satıcının örnekleme prosedürleri, standardizasyon prosedürleri, test koşulları ve kabul kriterleri üzerinde anlaşmış olması koşuluyla, bir hakem test yöntemi olarak uygundur.

Taşıyıcı gaz akışında belirli girişim yapan maddelerin varlığı istenmeyen elektrik çıkışlarına ve hata faktörlerine yol açabilir. Girişim yapan maddeler arasında serbest klor ve bazı güçlü oksitleyici maddeler bulunur. Potasyum hidroksit elektrolitiyle reaksiyona girerek sensörün hasar görmesini önlemek için karbondioksite maruz kalma da en aza indirilmelidir.

Testler kullanılan bir oksijen gaz iletim cihazı kullanılır. Eşdeğer performansı sağlamak için alternatif sistemlerin değerlendirilmesi gerekir. Cihaz, iki metal yarıdan oluşan ve test numunesi üzerine kapatıldığında dairesel bir alanı doğru bir şekilde tanımlayacak olan difüzyon hücresine sahiptir. Tipik olarak kabul edilebilir difüzyon hücre alanları 100 ve 50 cm2’dir. Her hücre yarısının sıkıştırıldığında çevrelediği hacim kritik değildir: hızlı gaz değişimine izin verecek kadar küçük olmalı, ancak sarkan veya şişkinleşen desteksiz bir filmin hücrenin kenarlarına temas edeceği kadar da küçük olmamalıdır. Difüzyon hücresi, bir sıcaklık ölçme ve kontrol etme yeteneği ve bağıl nemi ölçme ve kontrol etme aracı ile donatılmalıdır. Sıcaklık kontrolü kritiktir çünkü bağıl nem belirli sıcaklık bölgelerinde yüzde 5 bağıl nem/derece kadar değişebilir. İlişkili kontrollerle birlikte difüzyon hücre yapısının kompakt bir tasarımı daha iyi sıcaklık kontrolüne olanak tanır. Sıcaklık artı/eksi 0,5 derece veya daha iyi bir değere kontrol edilmelidir.

Kulometrik dedektör, kimyasal analizde, en yaygın olarak gaz kromatografisinde (GC) kullanılan ve analit içeren bir kimyasal reaksiyonu gerçekleştirmek için gereken toplam elektrik yüküne dayalı olarak maddeleri ölçen bir tür analitik dedektördür. Dedektör, hedef bileşiğin oksidasyon veya redüksiyona uğradığı bir elektrokimyasal hücre kullanır. Reaksiyon elektron üretir veya tüketir ve gereken elektrik akımı miktarı (veya toplam yük) ölçülür. Elektrik miktarı analit miktarıyla doğru orantılı olduğundan, bu son derece hassas bir kantifikasyona olanak tanır. Kulometrik bir titratör, suyla reaksiyona girecek iyot üretmek için gereken yükü ölçerek numunelerdeki su içeriğini belirler.

Kulometrik dedektör, özellikle uygun şekilde kalibre edildiğinde ve optimum koşullar altında kullanıldığında çok doğru sonuçlar verir. Özellikle eser analizinde oldukça hassas ve kesin bir yöntemdir.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM F1927 Kulometrik dedektör kullanılarak bariyer malzemeler üzerinden kontrollü bağıl nem oranında oksijen gazı iletim oranı, geçirgenlik ve geçirgenliğin belirlenmesine yönelik standart test yöntemi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.