วิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM F2476-20 สำหรับการกำหนดอัตราการส่งผ่านก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2TR) ผ่านวัสดุกั้นโดยใช้เครื่องตรวจจับอินฟราเรด

มาตรฐาน “ASTM F2476-20 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการกำหนดอัตราการส่งผ่านก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2TR) ผ่านวัสดุกั้นโดยใช้เครื่องตรวจจับอินฟราเรด” ที่พัฒนาโดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายขั้นตอนในการกำหนดอัตราการส่งผ่านสภาวะคงที่ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านพลาสติกในรูปแบบฟิล์ม แผ่น ลามิเนต กระดาษหรือผ้าที่อัดรีดร่วมหรือเคลือบพลาสติก ในกรณีของวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันจะช่วยให้สามารถกำหนดได้:

• อัตราการซึมผ่านก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2TR)
• ความสามารถในการซึมผ่านของฟิล์มต่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (PCO2)
• ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (P'CO2)

เพื่อวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ ให้ใช้ข้อกำหนดและคำจำกัดความต่อไปนี้:

• ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านของคาร์บอนไดออกไซด์ (P'CO2) เป็นผลคูณของค่าการซึมผ่านและความหนาของฟิล์ม ความสามารถในการซึมผ่านมีความหมายสำหรับวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันเท่านั้น ในกรณีนี้ ถือเป็นคุณสมบัติของวัสดุจำนวนมาก ไม่ควรใช้ปริมาณนี้ เว้นแต่ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาและการซึมผ่านได้รับการยืนยันในการทดสอบโดยใช้วัสดุที่มีความหนาต่างกันหลายระดับ
• ค่าการซึมผ่านของคาร์บอนไดออกไซด์ (PCO2) คืออัตราส่วนของ TR ต่อความต่างของความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์บนทั้งสองด้านของฟิล์ม
• อัตราการส่งผ่านคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2TR) คือ ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผ่านหน่วยพื้นที่ของพื้นผิวขนานของฟิล์มพลาสติกต่อหน่วยเวลาภายใต้สภาวะการทดสอบ ควรระบุเงื่อนไขการทดสอบ รวมถึงอุณหภูมิและความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์บนทั้งสองด้านของฟิล์ม

อัตราการส่งผ่านก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกกำหนดหลังจากที่ตัวอย่างถึงจุดสมดุลในสภาพแวดล้อมการทดสอบแบบแห้ง ในบริบทนี้ สภาพแวดล้อมที่แห้งคือสภาพแวดล้อมที่ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ ตัวอย่างถูกติดตั้งเป็นกึ่งกั้นที่ปิดสนิทระหว่างห้องสองห้องภายใต้ความดันบรรยากาศโดยรอบ ห้องหนึ่งจะถูกไล่ออกอย่างช้าๆ ด้วยกระแสไนโตรเจน และอีกห้องหนึ่งด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ขณะที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แพร่กระจายผ่านฟิล์มเข้าไปในก๊าซพาหะไนโตรเจน ก๊าซดังกล่าวจะถูกส่งต่อไปยังเครื่องตรวจจับอินฟราเรด ซึ่งจะผลิตกระแสไฟฟ้าออกมาซึ่งมีขนาดเป็นสัดส่วนกับปริมาณของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ไหลไปยังเครื่องตรวจจับต่อหน่วยเวลา

อัตราการส่งผ่านก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2TR) เป็นตัวกำหนดสำคัญในการป้องกันบรรจุภัณฑ์ที่ได้รับจากวัสดุกั้น อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ปัจจัยกำหนดเพียงอย่างเดียว และควรใช้การทดสอบตามประสบการณ์เพิ่มเติมเพื่อเชื่อมโยงประสิทธิภาพบรรจุภัณฑ์กับ CO2TR เหมาะสำหรับเป็นวิธีทดสอบแบบอนุญาโตตุลาการ โดยต้องให้ผู้ซื้อและผู้ขายตกลงกันเกี่ยวกับขั้นตอนการสุ่มตัวอย่าง ขั้นตอนมาตรฐาน เงื่อนไขการทดสอบ และเกณฑ์การยอมรับ

อุณหภูมิเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ส่งผลต่อการวัด CO2TR การควบคุมอุณหภูมิอย่างระมัดระวังจะช่วยลดการเปลี่ยนแปลงอันเนื่องมาจากความผันผวนของอุณหภูมิ อุณหภูมิจะต้องคงไว้ในช่วงบวกหรือลบ 0,1 องศาในระหว่างการทดสอบ ควรมีการรายงานอุณหภูมิเฉลี่ยและช่วงอุณหภูมิที่พบระหว่างการทดสอบ การควบคุมอุณหภูมิที่ถูกต้องจะทำได้ง่ายขึ้นหากวางอุปกรณ์ไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิ

เซ็นเซอร์จะต้องใช้เวลาในการปรับตัวให้มีค่าการอ่านต่ำซึ่งเป็นค่าที่ดีของชั้นกั้นคาร์บอนไดออกไซด์ หลังจากใช้งานเพื่อทดสอบชั้นกั้นการส่งผ่านที่มีค่าสูง ดังนั้นควรทดสอบวัสดุที่มีคุณสมบัติในการส่งผ่านก๊าซที่เปรียบเทียบได้ร่วมกัน การสอบเทียบควรดำเนินการโดยใช้ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่เหมาะสมเทียบเท่ากับ CO2TR ของตัวอย่างที่ทดสอบ

หน่วยการสุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการกำหนด CO2TR ควรเป็นตัวแทนของปริมาณผลิตภัณฑ์ที่ต้องใช้ข้อมูล จะต้องระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าตัวอย่างแสดงถึงเงื่อนไขต่างๆ ทั่วทั้งความกว้างและความยาวของม้วนฟิล์ม

ตัวอย่างทดสอบจะต้องเป็นตัวแทนของวัสดุที่กำลังทดสอบและปราศจากข้อบกพร่อง รวมถึงรอยย่น รอยพับ และรูพรุน (เว้นแต่สิ่งเหล่านี้จะเป็นลักษณะเฉพาะของวัสดุที่กำลังทดสอบ) หากจำเป็น ให้กำหนดความหนาเฉลี่ยเป็นค่าที่ใกล้ที่สุดที่ 2,5 µm โดยใช้ไมโครมิเตอร์ดิจิทัล (หรือเทียบเท่า) อย่างน้อย XNUMX จุดที่กระจายทั่วทั้งพื้นที่ทดสอบ บันทึกค่าสูงสุด, ต่ำสุด และค่าเฉลี่ย

หากตัวอย่างเปราะ (เช่น มีการเคลือบบางๆ หรือการเคลือบโลหะที่ไม่ได้รับการป้องกัน) การวัดวัสดุอาจทำให้ชั้นกั้นเสียหายหรือเกิดรอยขีดข่วนได้ สำหรับตัวอย่างดังกล่าว อาจจะดีกว่าที่จะวิเคราะห์ความหนาของวัสดุหลังจากการทดสอบอัตราการส่งผ่าน หากตัวอย่างทดสอบมีโครงสร้างที่ไม่สมมาตร (หลายชั้น) ควรทำเครื่องหมายพื้นผิวทั้งสองด้วยเครื่องหมายแยกแยะที่เหมาะสม และรายงานทิศทางของตัวอย่างทดสอบในเซลล์การแพร่กระจาย

หากใช้ขั้นตอนการปรับสภาพพิเศษ ควรจะรวมไว้ในรายงานด้วย

องค์กรของเราซึ่งพยายามสนับสนุนธุรกิจจากทุกภาคส่วนด้วยการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์และการประเมินที่หลากหลายซึ่งได้ดำเนินการมาหลายปี มีบุคลากรที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามการพัฒนาของโลกในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด และปรับปรุงตัวเองอย่างต่อเนื่อง ในบริบทนี้ บริการทดสอบยังมีให้กับธุรกิจต่างๆ ตามมาตรฐาน “วิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM F2476-20 สำหรับการกำหนดอัตราการส่งผ่านก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2TR) ผ่านวัสดุกั้นโดยใช้เครื่องตรวจจับอินฟราเรด”