ASTM F1927 Tốc độ truyền khí oxy và độ thấm ở độ ẩm tương đối được kiểm soát

Tiêu chuẩn ASTM F1927 Phương pháp thử nghiệm xác định tốc độ truyền khí oxy, độ thấm và độ truyền qua vật liệu chắn ở độ ẩm tương đối được kiểm soát bằng máy dò điện lượng, do Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ (ASTM) phát triển , mô tả phương pháp thử nghiệm để xác định tốc độ truyền khí oxy qua màng, tấm, vật liệu nhiều lớp, vật liệu ép đùn đồng thời, hoặc giấy hoặc vải tráng nhựa ở trạng thái ổn định, ở nhiệt độ và độ ẩm tương đối cụ thể.

Phương pháp thử nghiệm này mở rộng phương pháp thông thường là sử dụng độ ẩm bằng không, hoặc tốt nhất là độ ẩm giả định. Độ ẩm đóng vai trò quan trọng trong tốc độ truyền khí oxy của nhiều vật liệu. Phương pháp thử nghiệm này cho phép xác định tốc độ truyền khí oxy, độ thấm oxy của màng, độ thấm oxy của màng và độ dày, và hệ số thấm oxy cho các vật liệu đồng nhất ở nhiệt độ và độ ẩm tương đối cụ thể.

Với mục đích của tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

• Hệ số thấm oxy là tích của độ thấm và độ dày màng. Độ thấm chỉ có ý nghĩa đối với vật liệu đồng nhất, trong trường hợp đó, nó là một đặc tính của vật liệu khối. Không nên sử dụng đại lượng này trừ khi mối quan hệ giữa độ dày và độ thấm đã được xác minh trong các thử nghiệm sử dụng nhiều độ dày vật liệu khác nhau.
• Độ thấm oxy là tỷ lệ giữa tốc độ truyền khí oxy với sự chênh lệch giữa áp suất riêng phần của oxy ở hai mặt của màng.
• Hệ số thấm oxy là tỷ lệ giữa tốc độ truyền khí oxy và độ dày màng. Hệ số thấm chỉ có ý nghĩa đối với vật liệu đồng nhất, trong trường hợp đó, nó là một đặc tính của vật liệu khối. Không nên sử dụng đại lượng này trừ khi đã biết rõ mối quan hệ giữa độ dày và tốc độ truyền.
• Tốc độ thẩm thấu oxy là lượng khí oxy đi qua một đơn vị diện tích bề mặt song song của màng nhựa trong một đơn vị thời gian trong điều kiện thử nghiệm ở nhiệt độ và độ ẩm tương đối quy định (tốc độ thẩm thấu khí oxy). Cần chỉ rõ các điều kiện thử nghiệm, bao gồm nhiệt độ, độ ẩm tương đối và áp suất riêng phần của oxy ở cả hai mặt của màng.
• Tỷ lệ truyền khí oxy là tỷ lệ truyền khí oxy thường được sử dụng.

Tốc độ truyền khí oxy được xác định sau khi mẫu đạt trạng thái cân bằng ở nhiệt độ và độ ẩm cụ thể. Mẫu được lắp đặt như một bán chắn kín giữa hai buồng ở áp suất khí quyển môi trường. Một buồng được thanh lọc chậm bằng luồng khí nitơ ở nhiệt độ và độ ẩm tương đối cụ thể, và buồng còn lại được thanh lọc bằng luồng khí oxy, luồng khí này có thể ở cùng nhiệt độ với luồng khí nitơ nhưng ở độ ẩm tương đối khác. Điều này mô phỏng gần hơn các điều kiện kệ thực tế. Khi khí oxy khuếch tán từ màng vào khí mang nitơ, nó được vận chuyển đến đầu dò điện lượng, tại đây nó tạo ra dòng điện tỷ lệ thuận với lượng oxy chảy vào đầu dò trên một đơn vị thời gian.

Tốc độ truyền khí oxy ở một nhiệt độ và độ ẩm tương đối nhất định là một yếu tố quyết định đáng kể đến khả năng bảo vệ của vật liệu chắn khí dùng trong bao bì. Tuy nhiên, đây không phải là yếu tố quyết định duy nhất, và cần sử dụng thêm các thử nghiệm thực nghiệm để so sánh hiệu suất bao bì với tốc độ truyền khí oxy. Phương pháp này phù hợp để áp dụng cho phương pháp thử nghiệm chênh lệch giá, miễn là người mua và người bán thống nhất về quy trình lấy mẫu, quy trình chuẩn hóa, điều kiện thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận.

Sự hiện diện của một số chất gây nhiễu trong dòng khí mang có thể dẫn đến đầu ra điện không mong muốn và các yếu tố sai số. Các chất gây nhiễu bao gồm clo tự do và một số chất oxy hóa mạnh. Việc tiếp xúc với carbon dioxide cũng nên được giảm thiểu để tránh làm hỏng cảm biến do phản ứng với chất điện phân kali hydroxit.

Các thử nghiệm sử dụng thiết bị cung cấp khí oxy. Cần đánh giá các hệ thống thay thế để đảm bảo hiệu suất tương đương. Thiết bị có một buồng khuếch tán gồm hai nửa kim loại, khi đóng lại trên mẫu thử, sẽ xác định chính xác một vùng hình tròn. Diện tích buồng khuếch tán chấp nhận được điển hình là 100 và 50 cm². Thể tích bao quanh mỗi nửa buồng khi bị nén không quan trọng: thể tích này phải đủ nhỏ để cho phép trao đổi khí nhanh chóng, nhưng không quá nhỏ đến mức màng phim không được hỗ trợ bị chảy xệ hoặc phồng lên tiếp xúc với các cạnh của buồng. Buồng khuếch tán phải được trang bị cơ sở đo và kiểm soát nhiệt độ cũng như phương tiện đo và kiểm soát độ ẩm tương đối. Kiểm soát nhiệt độ là rất quan trọng vì độ ẩm tương đối có thể thay đổi tới 5 phần trăm RH/độ C ở một số vùng nhiệt độ nhất định. Thiết kế nhỏ gọn của cấu trúc buồng khuếch tán, cùng với các bộ điều khiển đi kèm, cho phép kiểm soát nhiệt độ tốt hơn. Nhiệt độ nên được kiểm soát ở mức cộng/trừ 0,5 độ C hoặc tốt hơn.

Đầu dò điện lượng là một loại đầu dò phân tích được sử dụng trong phân tích hóa học, phổ biến nhất là trong sắc ký khí (GC), dùng để đo các chất dựa trên tổng điện tích cần thiết để thực hiện phản ứng hóa học liên quan đến chất phân tích. Đầu dò sử dụng một cell điện hóa, trong đó hợp chất mục tiêu trải qua quá trình oxy hóa hoặc khử. Phản ứng tạo ra hoặc tiêu thụ electron, và lượng dòng điện (hoặc tổng điện tích) cần thiết sẽ được đo. Vì dòng điện tỷ lệ thuận với lượng chất phân tích, điều này cho phép định lượng với độ chính xác cao. Máy chuẩn độ điện lượng xác định hàm lượng nước trong mẫu bằng cách đo điện tích cần thiết để tạo ra iốt, chất sẽ phản ứng với nước.

Máy dò coulometric cung cấp kết quả rất chính xác, đặc biệt khi được hiệu chuẩn đúng cách và sử dụng trong điều kiện tối ưu. Đây là phương pháp có độ nhạy và độ chính xác cao, đặc biệt là đối với phân tích vết.

Tổ chức của chúng tôi, với nhiều năm kinh nghiệm hỗ trợ các doanh nghiệp trên mọi lĩnh vực thông qua nhiều hoạt động thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá, tự hào sở hữu đội ngũ nhân viên hùng hậu, luôn theo sát sự phát triển khoa học công nghệ toàn cầu và không ngừng cải thiện năng lực. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo "Phương pháp thử tiêu chuẩn ASTM F1927 để xác định tốc độ truyền khí oxy, độ thấm và độ thấm qua vật liệu chắn ở độ ẩm tương đối được kiểm soát bằng máy dò Coulometric".