ASTM F1927 อัตราการส่งผ่านก๊าซออกซิเจนและการซึมผ่านที่ความชื้นสัมพัทธ์ที่ควบคุม

มาตรฐานการทดสอบ ASTM F1927 สำหรับการหาอัตราการส่งผ่านก๊าซออกซิเจน การซึมผ่าน และการส่งผ่านของวัสดุกั้นที่ความชื้นสัมพัทธ์ที่ควบคุมได้โดยใช้เครื่องตรวจจับคูลอมเมตริก ซึ่งพัฒนาโดยสมาคมมาตรฐานการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายถึงวิธีการทดสอบสำหรับการหาอัตราการส่งผ่านก๊าซออกซิเจนผ่านฟิล์ม แผ่น ลามิเนต การอัดรีดร่วม หรือกระดาษหรือผ้าเคลือบพลาสติกในสภาวะคงที่ ที่อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ที่กำหนด

วิธีทดสอบนี้ขยายขอบเขตของการใช้ความชื้นเป็นศูนย์ หรืออย่างดีที่สุดก็คือความชื้นที่คาดการณ์ไว้ ความชื้นมีบทบาทสำคัญต่ออัตราการส่งผ่านของก๊าซออกซิเจนในวัสดุหลายชนิด วิธีทดสอบนี้ช่วยให้สามารถประเมินอัตราการส่งผ่านของก๊าซออกซิเจน ค่าการซึมผ่านของฟิล์มต่อออกซิเจน ค่าการซึมผ่านของฟิล์มต่อความหนา และค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านของออกซิเจนสำหรับวัสดุเนื้อเดียวกันที่อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ที่กำหนด

เพื่อวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ ให้ใช้ข้อกำหนดและคำจำกัดความต่อไปนี้:

• ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านของออกซิเจนแสดงถึงผลคูณของค่าการซึมผ่านและความหนาของฟิล์ม ค่าการซึมผ่านมีความหมายเฉพาะกับวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งในกรณีนี้จะเป็นคุณสมบัติของวัสดุจำนวนมาก ไม่ควรใช้ค่านี้เว้นแต่ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาและค่าการซึมผ่านจะได้รับการตรวจสอบในการทดสอบโดยใช้ความหนาของวัสดุต่างๆ
• ความสามารถในการซึมผ่านของออกซิเจนคืออัตราส่วนระหว่างอัตราการส่งผ่านก๊าซออกซิเจนต่อความแตกต่างระหว่างความดันบางส่วนของออกซิเจนบนทั้งสองด้านของฟิล์ม
• ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านของออกซิเจนคืออัตราส่วนระหว่างอัตราการส่งผ่านของก๊าซออกซิเจนต่อความหนาของฟิล์ม ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านนี้มีความหมายเฉพาะกับวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งในกรณีนี้จะเป็นคุณสมบัติของวัสดุจำนวนมาก ไม่ควรใช้ค่านี้เว้นแต่จะทราบความสัมพันธ์ระหว่างความหนาและอัตราการส่งผ่าน
• อัตราการซึมผ่านของออกซิเจน คือ ปริมาณก๊าซออกซิเจนที่ผ่านพื้นที่ผิวขนานของฟิล์มพลาสติกต่อหนึ่งหน่วยเวลา ภายใต้สภาวะการทดสอบที่อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ที่กำหนด (อัตราการซึมผ่านของก๊าซออกซิเจน) ควรระบุสภาวะการทดสอบ ได้แก่ อุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ และความดันย่อยของออกซิเจนทั้งสองด้านของฟิล์ม
• อัตราส่วนการส่งผ่านก๊าซออกซิเจนเป็นอัตราส่วนการส่งผ่านก๊าซออกซิเจนที่ใช้กันทั่วไป

อัตราการส่งผ่านของก๊าซออกซิเจนถูกกำหนดหลังจากตัวอย่างเข้าสู่ภาวะสมดุลที่อุณหภูมิและความชื้นที่กำหนด ตัวอย่างจะถูกติดตั้งเป็นกึ่งกั้นปิดผนึกระหว่างห้องสองห้องที่ความดันบรรยากาศโดยรอบ ห้องหนึ่งจะถูกไล่อากาศอย่างช้าๆ ด้วยกระแสไนโตรเจนที่อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ที่กำหนด และอีกห้องหนึ่งจะถูกไล่อากาศด้วยกระแสออกซิเจน ซึ่งอาจอยู่ที่อุณหภูมิเดียวกับกระแสไนโตรเจน แต่มีความชื้นสัมพัทธ์ต่างกัน วิธีนี้จำลองสภาพการเก็บรักษาจริงได้ใกล้เคียงยิ่งขึ้น เมื่อก๊าซออกซิเจนแพร่กระจายจากฟิล์มไปยังก๊าซไนโตรเจนพาหะ ก๊าซออกซิเจนจะถูกส่งไปยังเครื่องตรวจจับคูลอมเมตริก ซึ่งจะสร้างกระแสไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับปริมาณออกซิเจนที่ไหลไปยังเครื่องตรวจจับต่อหน่วยเวลา

อัตราการส่งผ่านก๊าซออกซิเจนที่อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ที่กำหนดเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพการป้องกันของวัสดุกั้นสำหรับบรรจุภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม อัตราการส่งผ่านก๊าซออกซิเจนไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่กำหนด และควรใช้การทดสอบเชิงประจักษ์เพิ่มเติมเพื่อเชื่อมโยงประสิทธิภาพของบรรจุภัณฑ์กับอัตราการส่งผ่านก๊าซออกซิเจน วิธีทดสอบนี้เหมาะสมที่จะใช้เป็นวิธีการทดสอบแบบ Arbitrageur หากผู้ซื้อและผู้ขายตกลงกันเกี่ยวกับขั้นตอนการสุ่มตัวอย่าง ขั้นตอนมาตรฐาน เงื่อนไขการทดสอบ และเกณฑ์การยอมรับ

การมีสารรบกวนบางชนิดในกระแสก๊าซพาหะอาจทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่ไม่พึงประสงค์และปัจจัยความผิดพลาด สารรบกวนเหล่านี้รวมถึงคลอรีนอิสระและสารออกซิไดซ์บางชนิด ควรลดการสัมผัสกับคาร์บอนไดออกไซด์ให้น้อยที่สุดเพื่อป้องกันความเสียหายต่อเซ็นเซอร์จากการทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์

การทดสอบใช้อุปกรณ์ส่งก๊าซออกซิเจน จำเป็นต้องมีการประเมินระบบทางเลือกอื่นเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่เทียบเท่ากัน อุปกรณ์นี้มีเซลล์แพร่ซึ่งประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่น ซึ่งเมื่อปิดคลุมตัวอย่างทดสอบแล้วจะสามารถกำหนดพื้นที่วงกลมได้อย่างแม่นยำ พื้นที่เซลล์แพร่ที่ยอมรับได้โดยทั่วไปคือ 100 และ 50 ตารางเซนติเมตร ปริมาตรที่ล้อมรอบแต่ละครึ่งของเซลล์เมื่อถูกบีบอัดไม่ใช่ปัจจัยสำคัญ: ควรมีขนาดเล็กพอที่จะให้การแลกเปลี่ยนก๊าซเป็นไปอย่างรวดเร็ว แต่ไม่เล็กเกินไปจนทำให้ฟิล์มที่ไม่มีการรองรับซึ่งหย่อนหรือโป่งพองสัมผัสกับขอบเซลล์ เซลล์แพร่ควรมีอุปกรณ์วัดและควบคุมอุณหภูมิ รวมถึงเครื่องมือวัดและควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ การควบคุมอุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากความชื้นสัมพัทธ์สามารถเปลี่ยนแปลงได้มากถึง 5 เปอร์เซ็นต์ RH/องศาเซลเซียสในบางเขตอุณหภูมิ การออกแบบโครงสร้างเซลล์แพร่ให้มีขนาดกะทัดรัดพร้อมกับระบบควบคุมที่เกี่ยวข้อง ช่วยให้ควบคุมอุณหภูมิได้ดีขึ้น ควรควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ที่บวก/ลบ 0,5 องศาเซลเซียสหรือดีกว่า

เครื่องตรวจจับคูลอมเมตริกเป็นเครื่องตรวจจับเชิงวิเคราะห์ชนิดหนึ่งที่ใช้ในการวิเคราะห์ทางเคมี โดยส่วนใหญ่มักใช้ในแก๊สโครมาโทกราฟี (GC) ซึ่งวัดสารโดยพิจารณาจากประจุไฟฟ้ารวมที่จำเป็นต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับสารที่วิเคราะห์ เครื่องตรวจจับนี้ใช้เซลล์ไฟฟ้าเคมีซึ่งสารประกอบเป้าหมายจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือรีดักชัน ปฏิกิริยาดังกล่าวจะสร้างหรือใช้อิเล็กตรอน และวัดปริมาณกระแสไฟฟ้า (หรือประจุรวม) ที่ต้องการ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าแปรผันตรงกับปริมาณของสารที่วิเคราะห์ จึงทำให้สามารถวัดปริมาณได้อย่างแม่นยำสูง เครื่องไทเทรตคูลอมเมตริกจะหาปริมาณน้ำในตัวอย่างโดยการวัดประจุที่จำเป็นต่อการผลิตไอโอดีน ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับน้ำ

เครื่องตรวจจับคูลอมเมตริกให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อได้รับการปรับเทียบอย่างถูกต้องและใช้งานภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ถือเป็นวิธีการที่มีความไวและแม่นยำสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการวิเคราะห์ร่องรอย

องค์กรของเราซึ่งให้การสนับสนุนธุรกิจในทุกภาคส่วนมายาวนาน ผ่านกิจกรรมการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินที่หลากหลาย ล้วนมีทีมงานที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างใกล้ชิดและพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง ในส่วนนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน "ASTM F1927 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการกำหนดอัตราการแพร่ผ่านของก๊าซออกซิเจน ค่าการซึมผ่าน และค่าการซึมผ่านของวัสดุกั้นที่ความชื้นสัมพัทธ์ควบคุมโดยใช้เครื่องตรวจจับคูลอมเมตริก"