Tại sao một "truyền oxy" lại có nhiều tên gọi đến thế
Bạn mua máy đo tỷ lệ truyền oxy, báo cáo lại ghi OTR, tỷ lệ truyền oxy, thấu suất, hệ số thấm và tỷ lệ truyền khí. Đó không phải từ ngữ tiếp thị — chúng là tên các tiêu chuẩn đặt cho cùng một quá trình vật lý khí xuyên qua màng ở những điều kiện khác nhau. Không nắm được chúng, bạn không thể so sánh số liệu từ các phòng thử nghiệm hay thiết bị khác nhau.
1. Tỷ lệ truyền oxy (OTR / O₂GTR)
Thuật ngữ phổ biến nhất. Là thể tích oxy xuyên qua một đơn vị diện tích màng nhựa trong một đơn vị thời gian ở điều kiện thử. Đơn vị thường dùng là cm³/(m²·24h); đơn vị SI là mol/(m²·s). Cả phương pháp coulometric (ASTM D3985, ISO 15105-2) và phương pháp chênh áp đều đo được, nhưng phương pháp coulometric chỉ đo oxy và nhạy hơn nhiều, rất phù hợp vật liệu ngăn cản cao.
2. Thấu suất oxy (Oxygen Permeance, P O₂)
Thuật ngữ tiếng Trung "transmission coefficient" nghe như thuộc tính nội tại, nhưng trong ASTM D3985 và ISO 15105-2 nó thực chất tương ứng với permeance (thấu suất): tỷ lệ giữa O₂GTR và độ chênh áp suất riêng phần oxy hai mặt màng, đơn vị cm³/(m²·24h·0.1MPa). Vì đã loại trừ yếu tố chênh áp, thấu suất so sánh tốt hơn OTR thô qua các điều kiện thử.
3. Hệ số thấm oxy (Oxygen Permeability Coefficient)
Hệ số thấm bằng thấu suất nhân độ dày màng, đơn vị cm³·cm/(m²·24h·0.1MPa) hoặc mol·m/(m²·s·Pa). Đây là thuộc tính ngăn cản nội tại của vật liệu, nhưng tiêu chuẩn nhấn mạnh chỉ có ý nghĩa với màng đồng nhất một lớp; "hệ số thấm" báo cho màng nhiều lớp không đáng tin và không nên dẫn dụng tùy tiện.
4. Tỷ lệ truyền khí (GTR) và phương pháp chênh áp
ASTM D1434 mở rộng phạm vi từ oxy sang mọi khí và định nghĩa Tỷ lệ truyền khí (GTR) tổng quát: lượng khí cho trước xuyên qua một đơn vị bề mặt song song màng nhựa trong một đơn vị thời gian. Phương pháp chênh áp (ISO 2556) thường đo GTR và có thể đo oxy, CO₂, nitơ, hydro, heli và nhiều khí khác.
5. Khác biệt tên gọi: Thấu suất và Hệ số thấm
Các tiêu chuẩn không dùng cùng từ. ASTM D1434 gọi lượng chia áp là permeance (thấu suất) và lượng nhân độ dày là permeability (hệ số thấm); ISO 2556 gọi cái trước đơn giản là gas transmission rate; các tiêu chuẩn quốc gia khác dùng thuật ngữ riêng cho hai đại lượng này. Khi so sánh dữ liệu, hãy đọc đơn vị: cm³/(m²·24h·0.1MPa) là thấu suất, còn cm³·cm/(m²·24h·0.1MPa) mới là hệ số thấm.
6. Hệ số khuếch tán và hệ số hòa tan (P = D × S)
Sự truyền được giải thích bằng mô hình hòa tan-khuếch tán: khí hòa tan vào màng rồi khuếch tán xuyên qua. Hệ số thấm P bằng hệ số khuếch tán D nhân hệ số hòa tan S (P = D × S). Hai vật liệu ngăn cản cao có thể đạt kết quả nhờ "khó hòa tan" hoặc "khó khuếch tán". Hiểu điều này giúp bạn quyết định đổi công thức hay đổi độ dày.
Định nghĩa trong tiêu chuẩn
- ASTM D3985: Tỷ lệ truyền oxy (O₂GTR) — lượng oxy xuyên qua một đơn vị diện tích bề mặt song song màng nhựa trong một đơn vị thời gian ở điều kiện thử.
- ASTM D1434 §3.1.1: tỷ lệ truyền khí (GTR) — lượng khí cho trước xuyên qua một đơn vị bề mặt song song màng nhựa trong một đơn vị thời gian ở điều kiện thử.
- ASTM D1434 §3.1.2: thấu suất (permeance) — tỷ lệ giữa tỷ lệ truyền khí và độ chênh áp suất riêng phần khí hai mặt màng.
- ASTM D1434 §3.1.3: hệ số thấm (permeability) — tích của thấu suất và độ dày màng; chỉ có ý nghĩa với vật liệu đồng nhất.
- ISO 15105-2: O₂GTR thường biểu thị bằng cm³/(m²·24h); thấu suất oxy biểu thị bằng cm³/(m²·24h·0.1MPa).
Nguồn trích dẫn
- ASTM D3985-17, Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor
- ASTM D1434-23, Standard Test Method for Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting
- ISO 15105-2:2003, Plastics — Film and sheeting — Determination of gas-transmission rate — Part 2: Equal-pressure method
- ISO 2556:2001, Plastics — Determination of the gas transmission rate of films and thin sheets under atmospheric pressure
