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Q4 渗透产品和服务通讯

星期一, 一月 15, 2024

 
 

第 4 季度 | 2023 年 12 月

 

 

样品准备是准确 OTR 和检测的关键水蒸气透过率结果

使用 MOCON 渗透分析仪测试样品时,成功的渗透测试有一定的要求。成功的测试既准确又可重复。为此,正确准备和安装样品非常重要。

 

在开始测试之前,需要考虑以下事项:

它代表较大的部分吗?

  • 在整个卷材上和沿着卷的长度上选择样本。如果测试袋中的薄膜,请从前面板和后面板切下碎片。
  • 避免明显的缺陷,例如皱纹或涂层裂纹(除非研究的目的是表征这些缺陷的影响。)
  • 分析尽可能大的样本量。 50cm2 测试区域比 5cm2 测试区域更能代表卷筒,因为整个卷筒之间可能存在差异,这些差异会随着标准化 g/(m2 x 天) 值而放大。
  • 对样品进行切片进行测试时,请使用样品模板、XACTO 刀和干净且无碎片的切割垫。有些材料更脆弱,例如薄涂层。对于这些,可以用记号笔在模板周围追踪样品,然后用剪刀剪下该部分。

将样品装入细胞盒时要小心。

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  • 薄膜取向对于湿敏材料非常重要,特别是在涉及不平衡湿度的情况下。例如,使用干燥氮气载气和湿润氧气测试气体分析薄膜样品。
  • 您的测试盒需要轻轻润滑。 快速 QC 型测试很容易忽视这一点。
  • 薄膜在盒中对齐(没有间隙让测试气体和载气室混合)。
  • 某些样品需要使用背胶箔掩模或特殊盒(例如边缘效应盒、缩小面积盒和压缩盒)进行遮盖。制定安装这些样品的标准流程。
  • 在固定到仪器中之前,确保墨盒 O 形圈就位。
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    制作准确且可重复的 OTR 分析仪需要哪些要素?

    获得准确且可重复的 OTR 测量需要考虑许多因素。其中许多在 ASTM D3985 中指定,使用塑料薄膜和片材的氧气透过率库仑传感器标准以及一些 MOCON OTR 分析仪上的附加功能。

    ASTM D3985 标准中的关键功能旨在最大限度地减少氧气泄漏/测试结果的偏差。这是一个巨大的问题,因为仪器周围有氧气(室内空气为 20.9%)。从角度来看,100cc/(m2 x 天) 的高 OTR 薄膜通过 50cm2 测试区域传输的氧气当量水平为 35ppm。 对于高阻隔样品(0.01 cc/(m2 x 天)),透过率相当于 3.5 ppb! 这是透过样品的氧气含量极低。

    下面的插图和信息重点介绍了构成准确、可重复的 OTR 仪器的组成部分。




    通过测量最大限度地减少氧气进入的功能包括:

    1.) 平坦的表面“完成”扩散池的密封 O 形圈位于样品的 O2 侧,并使用高真空密封油脂,以尽量减少环境空气扩散通过样品的边缘渗透。 MOCON 对此 O 形圈密封进行了改进,添加了辅助 Truseal 密封方法,以进一步减少边缘扩散。

    2.) 仪器内的紧密阀门和配件对于包含 1 个以上测试单元的 OTR 系统尤其重要,因为每个连接点都是氧气进入的潜在来源。

    3.) 使用合成气体 (N2/H2) 作为载气并结合催化剂床,共同产生基本不含氧气的气体,用于测量样品的 OTR。

    4.) 固有的高效库仑氧传感器可提供准确的测试结果。只有 MOCON 的 Coulox 探测器拥有该测试方法 50 多年的可靠记录。

    要了解有关使用 ASTM D3985 参数进行测试的更多信息, 阅读下面链接的完整指南:



    厚度对传输速率的影响 传输速率测试?

    材料厚度如何影响传输率测试?

    当天气变冷时,我们很快就会知道增加层数可以让我们更温暖。简而言之,如果你想要更多的屏障,你就增加厚度。同样的原理也适用于气体透过率测试。经验法则是,如果材料的厚度加倍,阻挡水平也会加倍,相应的透射率将减半。

    很少有人意识到平衡较厚的样品所需的测试时间。典型的假设是厚度加倍需要测试持续时间加倍。然而,这是不正确的。通常,材料厚度每增加一倍,传输速率达到平衡所需的时间就会延长 4 倍。下面是 1 和 5 百万厚 PET 薄膜及其透射率水平的比较。选择这些薄膜是因为它们可以在短时间内达到 WVTR 平衡。




    在此示例中,1 密耳 PET 薄膜的水蒸气透过率 (WVTR) 为 10.1 克/(平方米 x 天)。达到该值 95% 所需的时间不到 30 分钟。 5mil PET 薄膜的 WVTR 为 2.17 g/(m2 x day),需要近 450 分钟才能达到最终值的 95%。我们通常看到,对于厚样品,最后 5-10% 的 TR 平衡可能需要相对较长的时间,特别是在测量更高阻隔材料时。

    通过这个测试示例,它证实了:

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  • 当创建较厚的屏障时,整体传输速率会成比例下降。材料厚度增加 5 倍,测得的 WVTR 从 10.1 克/(平方米 x 天)下降至 2.17 克/(平方米 x 天)。 随着材料厚度的增加,需要更多的时间(超过 5 倍)来测试样品达到平衡。
  • 正如所证明的,传输率水平和达到平衡的时间都受到材料厚度的影响。在优化测试条件(例如 WVTR 和 CO2TR 的流速)和测试持续时间以确保平衡值时,需要牢记这一点。适用于薄样品的标准测试设置可能会为厚样品产生不准确/过早的结果。

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    资源

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