DIN 53380 塑料测试 - 气体渗透性测定

德国标准化协会 (DIN) 发布的标准“DIN 53380 塑料测试 - 气体渗透性的测定”由以下几个以相同标题发布的子章节组成：

• 标准“DIN 53380-1 第 1 部分：塑料薄膜体积测量方法”中描述的方法用于测定气体（例如氧气、二氧化碳、氮气及其混合物）穿过塑料薄膜的速度，从而评估其是否适用于包装，例如敏感产品。此方法不适用于易冷凝或与样品材料发生化学反应的气体。

气体流速是通过测定在特定条件下通过样品的气体体积来测量的。第 8 条中给出的条件适用于测定约 3 cm³/(m²•d•bar) 至 20000 cm³/(m²•d•bar) 范围内的气体流速（d 为天数的符号）。由于气体流速取决于产品的厚度，因此只有使用厚度均匀的样品才能获得可重复的结果。对于均质材料，气体流速通常与厚度成反比。

在材料科学和塑料工程领域，确保包装材料的完整性和性能至关重要。食品包装、医疗器械和工业应用中使用的薄膜的关键特性之一是其阻隔气体的能力。DIN 53380-1 标准正是在此发挥作用，它提供了一种精确测量塑料薄膜气体透过率的方法。该标准一直是塑料行业质量控制的基石。通过采用体积法测量在受控条件下透过薄膜的气体量，该标准帮助制造商针对特定用途优化材料。

气体渗透性是指气体分子扩散通过材料的速率。对于塑料薄膜而言，低渗透性有利于延长对氧气敏感的产品（例如新鲜农产品或药品）的保质期；而用于纺织品或农业的透气膜则可能需要高渗透性。如果对这一特性控制不当，会导致产品变质、污染或材料失效。

DIN 53380-1 标准通过规范测试、确保符合国际法规以及促进贸易来满足这些需求。它经常与 ISO 1399 及其他类似的橡胶气体渗透性标准交叉引用，凸显了其在全球测试实验室中的互操作性。在环保塑料和先进复合材料主导的时代，精确的渗透性数据推动着创新，从可生物降解薄膜到高性能层压材料，无不体现着这一点。

DIN 53380-1 标准对于以聚合物薄膜为基础的行业来说是必不可少的：

• 食品包装：测量氧气输送量以防止零食或肉类氧化。
• 药品：泡罩包装可防止水分和气体逸出，从而确保无菌环境。
• 电子学：测试柔性显示器封装材料对氦气或氮气渗入的耐受性。
• 新技术：对沼气储存膜中的甲烷阻隔性能进行评估，其中体积甲烷渗透率测试遵循此标准。

符合 DIN 53380-1 标准不仅满足法律要求（例如欧盟食品接触材料），而且还支持下一代材料的研发。

• 标准“DIN 53380-2 第 2 部分：塑料薄膜压力测量法”规定了一种用于测定气体透过薄塑料薄膜的传输速度的压力测量技术。与该系列其他部分中的体积法或载气法不同，压力测量法侧重于压力差，因此非常适合中高渗透性材料，因为这类材料的压力变化易于检测。该标准通常涵盖厚度在 20 µm 至 3 mm 之间的薄膜，但也可根据要求进行调整以适应其他厚度范围。该标准与 ISO 15105-1 等库仑传感器国际标准兼容，但强调了压力测量法在通用气体测试中的简便性。

在塑料测试领域，灵敏度决定产品的可靠性，DIN 53380-2 标准已成为评估气体与聚合物材料相互作用的重要协议。该标准在前期版本的基础上，为压力测量提供了一个稳健的框架。它通过提供一种基于压力的直接气体渗透性测量方法，完善了更广泛的 DIN 53380 系列标准，使其成为需要高效、可靠阻隔性能评估的行业不可或缺的工具。该方法尤其具有价值，因为它适用于从氧气到氢气等多种气体，可用于包装、汽车零部件等众多领域的薄膜测试。

DIN 53380-2 标准在各个行业中得到广泛应用：

• 包装：评估饮料瓶中的二氧化碳阻隔层或易腐产品的氧气防护层。
• 汽车和能源：评估燃料电池膜的氢渗透性，并开发新型设备以提供安全且符合标准的测试。
• 医药和电子：测试薄膜在设备或显示器中的气密密封性能。
• 可持续性：测量农业用可生物降解薄膜中的氮或甲烷转移。

该标准通过实现快速、多功能的测试来加速研发，正如热塑性聚氨酯领域所见，渗透性数据指导低气体应用的配方。

• 标准“DIN 53380-3 第 3 部分：氧气专用载气——塑料薄膜和塑料模制件的测量方法”描述了一种测定塑料薄膜、片材和空心塑料件（例如包装容器、塑料管）氧气渗透率（对纯氧或氧气混合物，例如空气）的方法，其定义见 DIN 16922，从而能够评估其在包装和工程应用中的适用性。该方法可用于测定薄膜和片材的渗透率范围为 0,05 cm³/(m²•d•bar) 至 1000 cm³/(m²•d•bar)，以及空心塑料件的渗透率范围约为 0,0005 cm³/(d•bar) 至 10 cm³/(d•bar)。其中，d 代表 24 小时。

在现代材料工程中，气体阻隔性能的精确性毋庸置疑，而DIN 53380-3标准被认为是采用载气法测量塑料薄膜氧气透过率的黄金标准。该标准代表了DIN 53380系列标准中氧气专项测试的最先进、最精确的方法。与体积法或压力法不同，载气法采用带有专用氧气传感器的连续流动系统，其检测限低至0,0005 cm³/(m²·d·bar)，这对于食品、药品和电子包装中使用的高阻隔薄膜至关重要。

氧气是包装产品氧化、腐败和微生物滋生的关键因素。即使是微量的氧气渗透，例如 0,1 cm³/m²/天，也能将敏感产品的保质期从数月缩短至数周。相比之下，在新鲜农产品包装（气调包装）或伤口敷料等应用中，可控氧气供应更为理想。

DIN 53380-3 标准规定了以下内容：

• 对高阻隔材料（例如，铝涂层PET）具有超低的检测限。
• 重复性高（通常为±5%）
• 实时监测连续气体流量。
• 符合 (EC) no 1935/2004 和 FDA 21 CFR 关于食品接触材料的规定。

随着柔性电子设备、可生物降解屏障和活性包装的兴起，准确的氧气输送速率数据对于创新和监管审批至关重要。

• 标准“DIN 53380-4 第 4 部分：塑料薄膜和塑料模具二氧化碳测试的特定红外吸收法”描述了一种用于测定二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和其他红外吸收气体的气体传输速度的红外吸收法。该方法保证了国际一致性，并符合 ISO 15105-3 标准。

在复杂的聚合物阻隔性能测试领域，DIN 53380-4 标准提供了一种专门的高灵敏度解决方案，用于测量二氧化碳和其他红外活性气体透过塑料薄膜的透射率。该标准采用非色散红外光谱技术，可实现选择性实时检测，检测限低至 0,1 cm³/(m²•d•bar)。该标准专注于对二氧化碳要求严格的应用领域，涵盖饮料包装、气调包装系统和可持续沼气膜等，是对氧气专用方法（DIN 53380-3）、压力法（DIN 53380-2）和体积法（DIN 53380-1）的补充。

DIN 53380-4 标准广泛应用于以下领域：

• 饮料包装：PET瓶在3个月内的二氧化碳损失率必须低于10%。该标准验证了阻隔涂层和再生PET混合物的性能。
• 食品包装：咖啡、零食、奶酪和其他产品需要使用二氧化碳清洗的改性气调包装，这就要求进出气量平衡。这样可以防止包装在运输过程中塌陷。
• 沼气和可再生能源：厌氧消化池衬里的甲烷阻隔层。符合 DIN 53380-4 标准的甲烷过滤器（3,3 微米）用于测量泄漏风险。
• 药品：用二氧化碳清洗的小瓶和泡罩包装可防止氧化，无需进行氧气测试。

DIN 53380-4 是塑料薄膜中二氧化碳和红外活性气体渗透性的精确标准。

多年来，凭借我们经验丰富的专业团队，我们始终关注客户需求，提供先进的测试服务，并协助客户建立、实施和改进管理体系。在此框架下，我们还根据“DIN 53380 塑料测试——气体渗透性测定”标准为企业提供测试服务。