A taxa de permeação de gases (GTR) é a quantidade de gás que passa por cada metro quadrado do material, em uma determinada temperatura e pressão diferencial, calculada em unidades de cm³/(m²·24h·0.1MPa). Quanto menor o valor, maior a capacidade do material de bloquear os gases.
Analogia: Quando um balão é inflado e deixado por alguns dias, ele acaba se esvaziando gradualmente – as moléculas de gás estão “saindo” pela superfície do balão. O GTR mede a velocidade com que essas moléculas saem. Quanto mais denso o material, mais lentamente o balão se esvazia.
Definições contidas no padrão
A norma ASTM D1434 (Standard Test Method for Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting), cláusula 3.1.1, define a taxa de transmissão de gás (GTR) como «a quantidade de um gás determinado que atravessa, por unidade de tempo, uma unidade das faces paralelas de um filme plástico, nas condições de ensaio»: a unidade SI é mol/(m²·s) e a unidade corrente é mL(STP)/(m²·d) para uma diferença de pressão de uma atmosfera. A norma metodológica internacional correspondente é a ISO 2556 (método manométrico).
Condições de unidade e diferença de pressão
Ao utilizar o método de diferença de pressão, as unidades do GTR incluem a terminação “pressão diferencial” (0,1 MPa). Isso difere das unidades utilizadas no método de carga de Coulomb, que são cm³/(m²·24h). Como os mecanismos de teste desses dois métodos são diferentes, os resultados não podem ser comparados ou convertidos diretamente. Além disso, os valores do GTR para um mesmo material variam dependendo do tipo de gás utilizado no teste e da temperatura. Portanto, é necessário indicar as condições em que os testes foram realizados nos relatórios.
Método de determinação: método de diferença de pressão
O amostra divide o corpo do dispositivo em duas câmaras: uma de alta pressão e outra de baixa pressão. A câmara de baixa pressão é primeiro vazada, enquanto a câmara de alta pressão é preenchida com o gás de teste. O gás passa através da amostra e entra na câmara de baixa pressão, fazendo com que a pressão aumente gradualmente. A taxa de permeação do gás é calculada a partir da curva de pressão-em-tempo. Os padrões correspondentes são: 1038.1-2022 (China), ASTM D1434 (EUA), ISO 2556 (internacional). A grande vantagem do método de diferença de pressão é que um único instrumento pode ser utilizado para medir diversos tipos de gases, como oxigênio, dióxido de carbono, nitrogênio, hidrogênio, hélio e ar.
Diferenças e combinações com o OTR
O método de diferença de pressão GTR é utilizado para medições de gases gerais. Já o método de carga coulombiana OTR é mais adequado para medições de oxigênio, e possui maior sensibilidade. De acordo com os padrões de produto, deve-se utilizar o método adequado: o método de diferença de pressão é utilizado para avaliações de permeabilidade geral; o método de carga coulombiana é utilizado para testes de permeação mínima de oxigênio em materiais de alta barreira. Ambos os métodos complementam-se mutuamente, atendendo às necessidades de diferentes níveis de precisão e tipos de gases.
Fontes de referência
- ASTM D1434, Standard Test Method for Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting (ASTM International);
- ISO 2556, Plásticos — Determinação da taxa de transmissão de gás de filmes e folhas finas à pressão atmosférica (Organização Internacional de Normalização).
- Estas são as fontes de autoridade principais para as definições e os métodos de ensaio deste artigo.
