Свежие записи
14 ноября 2019

Автор: ВикторРаздел: Атомно-силовая микроскопия

28 августа 2019

Автор: ВикторРаздел: Атомно-силовая микроскопия

12 августа 2019

Автор: ВикторРаздел: Рамановская спектроскопия (спектроскопия комбинационного рассеяния)

Подписка на новые статьи


Нажимая кнопку «Подписаться», вы принимаете условия «Соглашения на обработку персональных данных».

Измерение кислородопроницаемости упаковочных материалов

Проницаемость кислорода пищевой упаковки
СЕН142016

Непрерывный рост требований к качеству пищевой продукции приводит к тому, что традиционные упаковочные материалы типа фольги и целлофана все больше заменяются современными материалами с улучшенными характеристиками. Лидирующую позицию в настоящее время занимает биаксиально-ориентированная полипропиленовая пленка (BOPP-пленка), которую используют также для упаковывания фармацевтической, парфюмерной, косметической продукции.

BOPP-пленку отличают высокие физико-механические, термостатические, а также барьерные свойства. Последнее означает, что такой материал способен пропускать кислород в ничтожно малых количествах, в результате чего срок хранения упакованных материалов существенно возрастает. Оценить количественно барьерные свойства пленки можно, измерив кислородопроницаемость материала.

Ламинированная пленка В данном примере были взяты образцы ламинированной трехслойной пленки следующего состава: ВОРР 20 мкм, ПЭТФ металлизированный 12 мкм, (PE/EVOH/PE) 50 мкм. Толщина образцов 85 мкм.

Кислородопроницаемость тонких пленок определяли на анализаторе газо- и паропроницаемости TotalPerm ExtraSolution S.r.l. в соответствии с ASTM F 2622-08.

Принцип работы устройства

Образец устанавливается в диффузионную ячейку, таким образом, чтобы создать герметичный барьер между полукамерами. Во время начальной фазы, так называемого кондиционирования, управляемый электронным способом поток безводного азота циркулирует в верхней и нижней полукамерах, после чего будет производиться фактическое измерение проницаемости для удаления остатков кислорода, паров воды и/или диоксида углерода, которые остались после процесса загрузки и во внутренней части образца.

Принцип работы газоанализатора

После того как уровень проникающего вещества стабилизируется на постоянном значении, поток азота в нижней полукамере, носитель, снижается до рабочего значения. Происходит ожидание увеличения концентрации, которое продолжается до поучения нового стабильного значения.

После обнаружения и достижения стационарного, то есть нулевого значения, для выполнения дифференциального измерения поток проникающего газа направляется через верхнюю камеру. Этот поток, проходящий через разделительную перегородку (образец) подхватывается носителем и определяется датчиком.

Все описанные выше процедуры выполняются с поддержанием постоянной температуры в камере. Кроме того, выполняется постоянный мониторинг относительной влажности, потоков и всех переменных, которые могут повлиять на проникновение анализируемого объекта.

Определения проницаемости молекул кислорода

Скорость переноса кислорода (OTR) выражается в см3/(м2×сут×бар-1). Для определения количества кислорода, прошедшего через образец (OTRF), используется хемометрический датчик. Площадь проникновения кислорода через образец составляет 50 см2.

Скорость переноса кислорода через образец рассчитывается по следующей формуле:

где, Аts – площадь поверхности тестируемого образца в м2.

Условия кондиционирования:

  • Температура 23 оС
  • Время 12 ч (образец 2), 22 ч (образец 3), 24 ч (образец 1)

Условия проведения эксперимента:

  • Температура 23 оС
  • Относительная влажность 65 %

В ходе проведения экспериментальных исследований определяли скорость проникновения молекул кислорода через образец (OTR).

Результаты измерений кислородопроницаемости

Образец 1

table_1

Образец 2

table_2

Образец 3

table_3

Кривые проницаемости кислорода на образцах 1-3 имеют отрицательный наклон. При этом для каждого образца наблюдается участок с положительным наклоном кривой, из которого возможно рассчитать максимальную скорость проникновения кислорода. Рассчитанные результаты представлены в таблице ниже:

Скорость проникновения кислорода

Заключение

Измеренное значение скорости проникновения кислорода для изученных образцов находится в диапазоне 0,15 – 0,24 см3/(м2×сут) при толщине 85 мкм. Полученные данные (скорость кислородопроницаемости образцов 1 – 3 ниже 0,24 см3/(м2×сут)) указывают но то, что исследуемые материалы характеризуются высокими барьерными свойствами по отношению к кислороду.

Подробные характеристики анализатора проницаемости TotalPerm
Предыдущая статья
СЕН012016

Автор: ВикторРаздел: Атомно-силовая микроскопия