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Boletín de productos y servicios de permeación Q4

lunes, enero 15, 2024

 
 

Cuarto trimestre | diciembre 2023

 
 

La preparación de muestras es clave para una OTR y una medición precisas. Resultados de WVTR

Al probar muestras con los analizadores de permeación MOCON, existen ciertos requisitos para una prueba de permeación exitosa. Una prueba exitosa es precisa y reproducible. Para ello, es importante que la muestra se prepare y monte correctamente.

 

Antes de comenzar las pruebas, se debe considerar lo siguiente:

¿Es representativo de la pieza más grande?

  • Seleccione muestras de muestra a lo largo de la red y a lo largo del rollo. Si prueba películas de una bolsa, corte las piezas de los paneles frontal y posterior.
  • Evite defectos obvios, como arrugas o grietas en el revestimiento (a menos que el propósito del estudio sea caracterizar los efectos de estos defectos).
  • Analizar el tamaño de muestra más grande posible. Un área de prueba de 50 cm2 es más representativa de un rollo que un área de prueba de 5 cm2, ya que puede haber variaciones en todo el rollo que se magnifican con el valor normalizado de g/(m2 x día).
  • Al seccionar la muestra para realizar la prueba, utilice la plantilla de muestra, la cuchilla XACTO y un tapete de corte limpio y libre de residuos. Algunos materiales son más frágiles, como los revestimientos finos. Para estos, se puede trazar la muestra alrededor de la plantilla con un marcador y luego cortar la pieza con unas tijeras.

Tenga cuidado al montar la muestra en el cartucho de celdas.

  • La orientación de la película puede ser importante para materiales sensibles a la humedad, especialmente si se trata de una humedad desequilibrada. Un ejemplo sería una muestra de película analizada con gas portador de nitrógeno seco y gas de prueba de oxígeno humidificado.
  • Su cartucho de prueba debe estar ligeramente engrasado. Esto se pasa fácilmente por alto con pruebas rápidas de tipo control de calidad.
  • Película alineada en el cartucho (sin espacios que permitan que las cámaras del gas de prueba y del gas portador se mezclen).
  • Algunas muestras requieren enmascaramiento con máscaras de aluminio con reverso adhesivo o con cartuchos especiales (como cartuchos de efecto de borde, área reducida y compresión). Tenga procesos estándar implementados para montar estas muestras.
  • Asegúrese de que las juntas tóricas del cartucho estén en su lugar antes de fijarlas en el instrumento.
 

¿Qué implica fabricar un analizador OTR preciso y repetible?

Hay una serie de elementos que intervienen en la obtención de mediciones OTR precisas y repetibles. Muchos de estos se especifican en la ASTM D3985 Tasa de transmisión de gas oxígeno a través de películas y láminas de plástico utilizando un sensor culombimétrico estándar y algunas son características adicionales que se encuentran en los analizadores MOCON OTR.

Las características clave dentro del estándar ASTM D3985 están diseñadas para minimizar la fuga/sesgo de oxígeno en el resultado de la prueba. Esta es una GRAN preocupación ya que el instrumento tiene oxígeno (el aire ambiente es del 20,9%) a su alrededor. En perspectiva, una película de alto OTR a 100 cc/(m2 x día) transmite un nivel equivalente de oxígeno de 35 ppm a través de un área de prueba de 50 cm2. Para una muestra de alta barrera (0,01 cc/(m2 x día)), la tasa de transmisión es equivalente a 3,5 ppb. Este es un nivel EXTREMADAMENTE bajo de oxígeno que penetra a través de una muestra.

La ilustración y la información a continuación resaltan los componentes integrales que conforman un instrumento OTR preciso y repetible.




Features to minimize oxygen ingress with the measurement include:

1.) Un "acabado" de superficie plana. de la celda de difusión, sellando juntas tóricas en el lado de O2 de la muestra y el uso de grasa de sellado de alto vacío para minimizar la permeación de los bordes del aire ambiente que se difunde a través de la muestra. MOCON ha mejorado este sello de junta tórica con la adición de un método de sellado secundario Truseal para minimizar aún más la difusión del borde.

2.) Válvulas y accesorios ajustados dentro del instrumento, que son especialmente importantes para los sistemas OTR que incorporan más de una celda de prueba, ya que cada punto de conexión es una fuente potencial de ingreso de oxígeno.

3.) El uso de gas de formación (N2/H2) como gas portador y la incorporación de un lecho de catalizador que juntos crean un gas esencialmente libre de oxígeno utilizado para medir la OTR de la muestra.

4.) Un sensor de oxígeno coulométrico de alta eficiencia innata para resultados de prueba precisos. Sólo el detector Coulox de MOCON tiene un historial comprobado de más de 50 años para este método de prueba.

Para obtener más información sobre las pruebas con los parámetros ASTM D3985, lea la guía completa enlazada a continuación:

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Efecto del espesor sobre la velocidad de transmisión ¿Pruebas de velocidad de transmisión?

¿Cómo influye el espesor del material en las pruebas de velocidad de transmisión?

Cuando hace frío, aprendemos rápidamente que agregar capas nos mantiene más abrigados. En pocas palabras, si quieres más barrera, agregas más espesor. Este mismo principio se aplica a las pruebas de velocidad de transmisión de gas. La regla general es que si se duplica el espesor de un material, el nivel de la barrera también se duplicará y la tasa de transmisión correspondiente se reducirá a la mitad.

Lo que pocas personas se dan cuenta es la cantidad de tiempo de prueba que se necesita para equilibrar la muestra más gruesa. La suposición típica es que duplicar el espesor requerirá duplicar la duración de la prueba. Sin embargo, esto no es correcto. Normalmente, cada vez que se duplica el espesor del material, la velocidad de transmisión tarda hasta 4 veces más en alcanzar el equilibrio. A continuación se muestra una comparación de películas de PET de 1 y 5 mil de espesor y sus niveles de velocidad de transmisión. Se eligieron estas películas porque se sabe que se equilibran para WVTR en un corto período de tiempo.




En este ejemplo, la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) para la película de PET de 1 mil fue de 10,1 g/(m2 x día). El tiempo necesario para alcanzar el 95% de este valor fue inferior a 30 minutos. La película de PET de 5 mil tenía un WVTR de 2,17 g/(m2 x día) y requirió casi 450 minutos para alcanzar el 95 % del valor final. Comúnmente vemos que el último 5-10% del equilibrio TR puede tomar un tiempo relativamente largo para muestras gruesas, especialmente cuando se miden materiales de barrera más altos.

Con este ejemplo de prueba, se confirma que:

  • Cuando uno crea una barrera más gruesa, la tasa de transmisión general cae proporcionalmente. El aumento de 5 veces en el espesor del material redujo el WVTR medido de 10,1 a 2,17 g/(m2 x día). Con el aumento del espesor del material, se necesitó más tiempo (más de 5 veces) para probar el equilibrio de la muestra.
  • Como se demostró, tanto el nivel de velocidad de transmisión como el tiempo hasta el equilibrio se ven afectados por el espesor del material. Esto es algo que se debe tener en cuenta al optimizar las condiciones de la prueba (como el caudal para WVTR y CO2TR) y la duración de la prueba para garantizar valores de equilibrio. Una configuración de prueba estándar que funcione bien para una muestra delgada podría producir resultados inexactos o prematuros para una muestra gruesa.

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Recursos

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Para los clientes con sede en EE. UU., estaremos en Converters Expo South en Greenville, Carolina del Sur, para este evento de un día: febrero. 20, 2024. Nuestros expertos estarán disponibles para responder todas sus preguntas sobre los mejores instrumentos de prueba de permeación y paquetes de AMETEK MOCON.

Para los clientes con sede en la UE, estaremos en dos ferias. Estaremos en CFIA Rennes 2024 en Rennes, Francia en el stand 2-C3 del 12 al 14 de marzo y Anuga FoodTec strong> del 19 al 12 de marzo en el pabellón 8.1 del stand B020 en Colonia, Alemania.

¡Espero verlos a todos en 2024!


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