Tiêu chuẩn DIN 53380 Thử nghiệm chất dẻo - Xác định độ thấm khí

Tiêu chuẩn DIN 53380 Thử nghiệm chất dẻo - Xác định độ thấm khí

Tiêu chuẩn “DIN 53380 Thử nghiệm chất dẻo - Xác định độ thấm khí”, do Viện Tiêu chuẩn hóa Đức (DIN) ban hành, bao gồm các tiểu mục sau được công bố cùng tên:

Tiêu chuẩn DIN 53380 Thử nghiệm chất dẻo - Xác định độ thấm khí

  • Phương pháp được mô tả trong tiêu chuẩn “DIN 53380-1 Phần 1: Phương pháp đo thể tích đối với màng nhựa” được sử dụng để xác định vận tốc của khí (ví dụ: oxy, carbon dioxide, nitơ và hỗn hợp của chúng) đi qua màng nhựa và do đó, đánh giá tính phù hợp của màng nhựa cho việc đóng gói, ví dụ như các sản phẩm nhạy cảm. Phương pháp này không thể được sử dụng cho các loại khí có xu hướng ngưng tụ hoặc phản ứng hóa học với vật liệu mẫu.

Tốc độ dòng khí được đo bằng cách xác định thể tích khí đi qua mẫu trong các điều kiện xác định. Các điều kiện được nêu trong Điều 8 thích hợp để xác định tốc độ dòng khí trong khoảng từ xấp xỉ 3 cm³/(m²•d•bar) đến 20000 cm³/(m²•d•bar) (d là ký hiệu của ngày). Vì tốc độ dòng khí phụ thuộc vào độ dày của sản phẩm, nên chỉ có thể thu được kết quả có thể lặp lại với các mẫu có độ dày đồng nhất. Đối với vật liệu đồng nhất, tốc độ dòng khí thường tỷ lệ nghịch với độ dày.

Trong lĩnh vực khoa học vật liệu và kỹ thuật nhựa, việc đảm bảo tính toàn vẹn và hiệu suất của vật liệu đóng gói là vô cùng quan trọng. Một trong những đặc tính thiết yếu của màng phim được sử dụng trong bao bì thực phẩm, thiết bị y tế và các ứng dụng công nghiệp là khả năng hoạt động như một rào cản đối với khí. Đây là lý do tiêu chuẩn DIN 53380-1 ra đời, cung cấp phương pháp chính xác để đo tốc độ truyền khí trong màng nhựa. Tiêu chuẩn này vẫn là nền tảng của kiểm soát chất lượng trong ngành công nghiệp nhựa. Bằng cách kết hợp phương pháp đo thể tích để xác định lượng khí đi qua màng phim trong điều kiện được kiểm soát, nó giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa vật liệu cho các mục đích sử dụng cụ thể.

Khả năng thấm khí đề cập đến tốc độ khuếch tán của các phân tử khí qua một vật liệu. Đối với màng nhựa, khả năng thấm khí thấp được ưa chuộng để kéo dài thời hạn sử dụng của các sản phẩm nhạy cảm với oxy như nông sản tươi hoặc dược phẩm, trong khi khả năng thấm khí cao có thể cần thiết cho các màng thoáng khí được sử dụng trong dệt may hoặc nông nghiệp. Việc kiểm soát không tốt đặc tính này có thể dẫn đến hư hỏng, nhiễm bẩn hoặc hỏng vật liệu.

Tiêu chuẩn DIN 53380-1 đáp ứng những nhu cầu này bằng cách chuẩn hóa các thử nghiệm, đảm bảo tuân thủ các quy định quốc tế và tạo điều kiện thuận lợi cho thương mại. Tiêu chuẩn này thường được đối chiếu với ISO 1399 và các tiêu chuẩn tương tự về độ thấm khí của cao su, cho thấy khả năng tương thích giữa các phòng thí nghiệm thử nghiệm trên toàn cầu. Trong thời đại mà nhựa thân thiện với môi trường và vật liệu composite tiên tiến chiếm ưu thế, dữ liệu về độ thấm chính xác thúc đẩy sự đổi mới, từ màng phân hủy sinh học đến vật liệu nhiều lớp hiệu suất cao.

Tiêu chuẩn DIN 53380-1 là không thể thiếu đối với các ngành công nghiệp dựa trên màng polymer:

  • Bao bì thực phẩm: Đo lượng oxy cung cấp để ngăn ngừa quá trình oxy hóa trong đồ ăn nhẹ hoặc thịt.
  • Dược phẩm: Bao bì vỉ đảm bảo môi trường vô trùng bằng cách ngăn hơi ẩm và khí thoát ra ngoài.
  • Điện tử: Kiểm tra vật liệu đóng gói cho màn hình linh hoạt về khả năng chống xâm nhập của khí heli hoặc nitơ.
  • Công nghệ mới: Đánh giá khả năng ngăn chặn khí metan trong màng lưu trữ khí sinh học, trong đó thử nghiệm độ thấm khí metan theo thể tích tuân theo tiêu chuẩn này.

Việc tuân thủ tiêu chuẩn DIN 53380-1 không chỉ đáp ứng các yêu cầu pháp lý (ví dụ: vật liệu tiếp xúc với thực phẩm của EU) mà còn hỗ trợ nghiên cứu và phát triển các vật liệu thế hệ mới.

  • Tiêu chuẩn “DIN 53380-2 Phần 2: Phương pháp đo áp suất để kiểm tra màng nhựa” quy định kỹ thuật đo áp suất để xác định vận tốc truyền khí qua màng nhựa mỏng. Không giống như các phương pháp đo thể tích hoặc khí mang trong các phần khác của bộ tiêu chuẩn này, phương pháp đo áp suất tập trung vào sự khác biệt áp suất, lý tưởng cho các vật liệu có độ thấm từ trung bình đến cao, nơi có thể dễ dàng phát hiện sự thay đổi áp suất. Tiêu chuẩn này thường bao gồm các màng có độ dày từ 20 µm đến 3 mm, nhưng có thể điều chỉnh cho các phạm vi khác theo yêu cầu. Nó tương thích với các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 15105-1 dành cho cảm biến điện lượng, nhưng nhấn mạnh tính đơn giản của thử nghiệm đo áp suất để kiểm tra khí phổ quát.

Trong lĩnh vực kiểm tra chất dẻo, nơi độ nhạy quyết định độ tin cậy của sản phẩm, tiêu chuẩn DIN 53380-2 nổi lên như một quy trình quan trọng để đánh giá sự tương tác giữa khí và vật liệu polymer. Tiêu chuẩn này được xây dựng dựa trên các phiên bản trước đó để cung cấp một khuôn khổ vững chắc cho các phép đo áp suất. Nó bổ sung cho loạt tiêu chuẩn DIN 53380 rộng hơn bằng cách cung cấp phương pháp đo độ thấm khí trực tiếp dựa trên áp suất, làm cho nó trở nên không thể thiếu đối với các ngành công nghiệp yêu cầu đánh giá rào cản hiệu quả cao và đáng tin cậy. Phương pháp này đặc biệt có giá trị do tính ứng dụng và sự đơn giản của nó đối với nhiều loại khí, từ oxy đến hydro, trong các màng được sử dụng trong bao bì, linh kiện ô tô và nhiều lĩnh vực khác.

Tiêu chuẩn DIN 53380-2 được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau:

  • Bao bì: Đánh giá khả năng ngăn chặn khí carbon dioxide trong chai đựng đồ uống hoặc khả năng chắn oxy cho các sản phẩm dễ hư hỏng.
  • Ngành ô tô và năng lượng: Đánh giá khả năng thẩm thấu hydro trong màng pin nhiên liệu và phát triển các thiết bị mới nhằm cung cấp quy trình thử nghiệm an toàn và tuân thủ tiêu chuẩn.
  • Y học và điện tử: Kiểm tra màng phim về khả năng kín khí trong các thiết bị hoặc màn hình.
  • Tính bền vững: Đo lường sự chuyển hóa nitơ hoặc metan trong màng phân hủy sinh học dùng trong nông nghiệp.

Tiêu chuẩn này thúc đẩy nghiên cứu và phát triển bằng cách cho phép thử nghiệm nhanh chóng và linh hoạt, như đã thấy trong trường hợp polyurethane nhiệt dẻo, nơi dữ liệu về độ thấm hướng dẫn công thức cho các ứng dụng ít khí.

  • Tiêu chuẩn “DIN 53380-3 Phần 3: Khí mang oxy đặc hiệu - Phương pháp đo trên màng nhựa và các bộ phận nhựa đúc” mô tả phương pháp xác định độ thấm oxy (đối với oxy tinh khiết hoặc hỗn hợp khí oxy, ví dụ: đối với không khí) của màng nhựa, tấm nhựa và các vật thể nhựa rỗng (ví dụ: hộp đựng bao bì, ống nhựa), theo định nghĩa trong DIN 16922, từ đó cho phép đánh giá sự phù hợp của chúng cho các ứng dụng đóng gói và kỹ thuật. Phương pháp này có thể được sử dụng để xác định tỷ lệ thấm từ 0,05 cm³/(m²•d•bar) đến 1000 cm³/(m²•d•bar) đối với màng và tấm nhựa, và từ khoảng 0,0005 cm³/(d•bar) đến 10 cm³/(d•bar) đối với các vật thể rỗng. Ở đây, d là đơn vị 24 giờ.

Trong kỹ thuật vật liệu hiện đại, độ chính xác của hiệu suất chắn khí là không thể phủ nhận, và tiêu chuẩn DIN 53380-3 được coi là tiêu chuẩn vàng để đo tốc độ truyền oxy trong màng nhựa bằng phương pháp khí mang. Tiêu chuẩn này đại diện cho phương pháp tiên tiến và chính xác nhất cho các thử nghiệm cụ thể về oxy trong loạt tiêu chuẩn DIN 53380. Không giống như các kỹ thuật thể tích hoặc áp suất kế, phương pháp khí mang sử dụng hệ thống dòng chảy liên tục với cảm biến oxy chuyên dụng và cung cấp giới hạn phát hiện thấp tới 0,0005 cm3/(m2•d•bar), điều này rất quan trọng đối với các màng có khả năng chắn khí cao được sử dụng trong bao bì thực phẩm, dược phẩm và điện tử.

Oxy là yếu tố then chốt trong quá trình oxy hóa, hư hỏng và sự phát triển của vi sinh vật trong các sản phẩm đóng gói. Ngay cả một lượng nhỏ oxy thẩm thấu, chẳng hạn như 0,1 cm³/m²/ngày, cũng có thể làm giảm thời hạn sử dụng của các sản phẩm nhạy cảm từ vài tháng xuống còn vài tuần. Ngược lại, việc cung cấp oxy được kiểm soát lại được ưu tiên trong các ứng dụng như đóng gói nông sản tươi (đóng gói trong môi trường khí quyển được điều chỉnh) hoặc băng vết thương.

Tiêu chuẩn DIN 53380-3 quy định như sau:

  • Giới hạn phát hiện cực thấp đối với các vật liệu có rào cản cao (ví dụ: PET phủ nhôm).
  • Độ lặp lại cao (thường là cộng/trừ 5 phần trăm)
  • Giám sát thời gian thực với dòng khí liên tục.
  • Tuân thủ theo (EC) số 1935/2004 và các quy định FDA 21 CFR về vật liệu tiếp xúc với thực phẩm.

Với sự phát triển của các thiết bị điện tử linh hoạt, màng chắn phân hủy sinh học và bao bì hoạt tính, dữ liệu chính xác về tốc độ cung cấp oxy là rất cần thiết cho sự đổi mới và phê duyệt theo quy định.

  • Tiêu chuẩn “DIN 53380-4 Phần 4: Phương pháp hấp thụ hồng ngoại đặc hiệu để kiểm tra hàm lượng carbon dioxide trong màng nhựa và khuôn nhựa” mô tả phương pháp hấp thụ hồng ngoại để xác định vận tốc truyền khí của carbon dioxide, metan, oxit nitơ và các khí hấp thụ hồng ngoại khác. Phương pháp này, đảm bảo tính nhất quán quốc tế, tuân thủ tiêu chuẩn ISO 15105-3.

Trong thế giới phức tạp của việc kiểm tra khả năng chắn của polymer, tiêu chuẩn DIN 53380-4 cung cấp một giải pháp chuyên biệt, có độ nhạy cao để đo tốc độ truyền dẫn của carbon dioxide và các khí hoạt tính hồng ngoại khác qua màng nhựa. Tiêu chuẩn này sử dụng quang phổ hồng ngoại không phân tán để đạt được khả năng phát hiện chọn lọc, theo thời gian thực với giới hạn phát hiện thấp tới 0,1 cm³/(m²•d•bar). Tập trung vào các ứng dụng quan trọng đối với carbon dioxide, từ bao bì đồ uống đến hệ thống khí quyển biến đổi và màng sinh học bền vững, tiêu chuẩn này bổ sung cho các phương pháp chuyên biệt về oxy (DIN 53380-3), đo áp suất (DIN 53380-2) và đo thể tích (DIN 53380-1).

Tiêu chuẩn DIN 53380-4 được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sau:

  • Bao bì đồ uống: Chai PET phải có tỷ lệ thất thoát khí carbon dioxide dưới 10% trong vòng 3 tháng. Tiêu chuẩn này xác nhận tính hiệu quả của lớp phủ chắn và hỗn hợp PET tái chế.
  • Bao bì thực phẩm: Cà phê, đồ ăn nhẹ, phô mai và các sản phẩm khác cần bao bì khí quyển biến đổi được làm sạch bằng khí carbon dioxide, đòi hỏi sự cân bằng giữa lượng khí vào và ra. Điều này giúp ngăn ngừa bao bì bị xẹp trong quá trình vận chuyển.
  • Khí sinh học và năng lượng tái tạo: Rào chắn khí metan trong lớp lót bể phân hủy kỵ khí. Bộ lọc khí metan (3,3 µm), tuân thủ tiêu chuẩn DIN 53380-4, đo lường nguy cơ rò rỉ.
  • Dược phẩm: Lọ và vỉ thuốc được rửa bằng khí carbon dioxide giúp ngăn ngừa quá trình oxy hóa mà không cần kiểm tra oxy.

Tiêu chuẩn DIN 53380-4 là tiêu chuẩn chính xác về khả năng thấm khí carbon dioxide và khí hoạt tính hồng ngoại trong màng nhựa.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ thử nghiệm tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm cho các doanh nghiệp theo tiêu chuẩn "DIN 53380 Thử nghiệm nhựa - Xác định độ thấm khí".

WhatsApp