Вопрос по барьерным свойствам силикона

[Alexey A 79]

Коллеги добрый день!
Мы столкнулись с проблемой потери массы в течение срока хранения. Продукт представляет собой косметический гель на водной основе.
Текущий срок годности 36 месяцев - при этом потеря массы после 18 месяцев составляет около 10%.
Выглядит все это крайне неэстетично - для маркетинга это серьезная проблема.
Вопрос о сокращении срока годности поднят - но это отдельная и очень сложная дискуссия, и для согласования нам все равно необходимо предоставить результаты расследования.

Понимание, что из продукта уходит именно вода есть - подтвердили это лабораторными тестами.
Упаковка представляет собой ПЭТ флакон и пипетку-дозатор с силиконовой грушей.
По флакону расследование идет параллельно - там у меня есть полное понимание что делать.

Вопросы только по силиконовой детали (не было опыта работы с силиконами:

1. Различаются ли марки силикона по барьерным свойствам (вода/пар) - имеет ли смысл идти в подбор какой-то конкретной марки?

2. Применима ли к силикону практика повышения барьерных свойств путем добавления/компаундирования с какими-либо другими полимерами (как это делается например в ПЭТ путем добавления в расплав нейлона)?

3. Наиболее эффективным и быстрым мне видится увеличение толщины стенки на силиконовой детали. Нет ли табличных данных по которым можно было бы скоррелировать повышение барьерных свойств с ростом толщины стенки изделия?

Буду очень благодарен за любые советы/рекоммендации по данным вопросам!
Спасибо!

[Shadow]

самое простое - взвесьте и флакон и пипетку и сравните с начальной массой. Силикон может набухать от определенных веществ.

[Maks42]

Скорее поверю в зазоры между элементами, чем в диффузию воды через силикон.

[Alexey A 79]

Мы тоже первое что подумали - банальная негерметичность…
Герметичность проверили двумя способами:

1. Классическим (гравитационным) закрытые упаковки на 72 часа в горизонтальном положении при нормальных условиях;
2. В вакуумной камере -0,2бар
Из стыков никаких утечек.

Да там значимым зазорам и взяться неоткуда - нижняя часть силиконовой детали выполнена в виде фланца, т.е. она же выполняет функцию уплотнительного кольца которое прижимается винтовой крышкой к верхнему срезу горловины флакона.

[технолог54]

Силикон конечно набухает коллега правильно говорит, но как то мало верится, что там может много испариться.Вы скажите при каких условиях храниться ваша продукция то есть какая темпег влажность? И как давно обнаружилась это проблема? Не в условиях хранени ли кроется причина?

[Alexey A 79]

Что касается условий хранения - то наши склады здесь нерелевантны: склады отапливаемые и кондиционируемые, но на них продукция проводит мало времени: месяц, от силы два.
Затем продукция расходится по цепочке поставок - крупным дистрам на РЦ и затем по более мелким дистрам и торговым точкам.
Продукт запущен полтора года назад - именно на образцах с первых партий и обнаружилась проблема с потерей объема (и массы).
На продукте годичной давности потеря объема также есть, но менее выраженная.
Условия хранения у разных клиентов часто отличаются - но картина со снижением уровня наполнения одинаковая для продукции одного возраста.

Скорее всего имеет место эффект времени.
Срок годности у всех основных конкурентов такой же как у нас - 36 месяцев и картина с потерей объема примерно такая же, просто похоже они не парятся по этому поводу.
Мы (наше руководство) паримся и очень сильно - поэтому аргумент с конкурентами у нас не принимают.

К тому же у некоторых конкурентов картина лучше при том что материал флаконов такой же как у нас - разница получается предварительно в материале груши пипетки (не исключаю что у кого-то она может быть каучуковой а не силиконовой).

У меня в этой связи вопрос - имеет ли значение марка силикона в контексте барьерных свойств?

[Maks42]

Какая марка силикона и какой метод изготовления груши? В составе силикона есть пластификатор?
Сравнивали исходный состав и состав после 18 месяцев, идет потеря воды или летучих органических веществ (VOC)?

[Alexey A 79]

По первым трем вопросам уточняем с поставщиком в Китае.

По вопросу химического состава самой груши - таких лабораторных возможностей нет, лаборатория не приспособлена для детальных исследований состава полимеров.
Этот вопрос сразу возник - но мы пока на стадии поиска внешнего исполнителя/лаборатории.

По последнему вопросу - теряем точно воду, это наша лаборатория подтверждает с уверенностью, т.к. оборудование и методики заточены под проверку наших рецептур.

[технолог54]

Вы проведите эксперимент снимите ваш колпачок и накрутите пуш-пул я думаю они должны у вас пойти и поставьте их на время для испытания и проверьте на них будет ли при этом потеря массы, если нет, то вам точно то вам точно надо менять силикон на другн материал, если потеря будет и там то надо смотреть в технологии изготовления продукта возможно как вы пишите уменьшить срок хранения продукции.

[Alexey A 79]

Коллеги, пока жду информацию от китайского поставщика по нашему материалу - поступила информация по нашим конкурентам.
У конкурента, аналогичная продукция которого практически не теряет воду в течение срока хранения - для груши пипетки используется SEBS Kraton G-7715.
На сайте производителя не удалось найти TDS на эту марку.
Может быть у Вас был опыт работы с данным материалом?
Я бы хотел предварительно оценить риски на случай если попробуем заменить силикон на SEBS.
Спасибо заранее!

[Maks42]

Можно использовать смесь самого дешевого SEBS (YH-503, Globalprene 7551, SFE51...) с медицинским маслом 1:1.

[MickSent]

Силикон, хоть и имеет массу преимуществ, имеет самую высокую газо- и паропроницаемость из эластомеров из-за достаточно рыхлой упаковки макромолекул.
Из справочника:
скорость прохождения водяного пара через силикон - 1,71 г*мм/мм2*день (ASTM E96)
через Santoprene 203-50 - 0.23 г*мм/мм2*день (ASTM E96).
Используйте ТЭП, как Вам посоветовали выше.

[s2dent6732]

Герметичность проверили двумя способами:
1. Классическим (гравитационным) закрытые упаковки на 72 часа в горизонтальном положении при нормальных условиях;
2. В вакуумной камере -0,2бар
Из стыков никаких утечек.

Тоже сталкиваемся с проверкой соединений на герметичность.
Могу добавить по "стандартным тестам", что эти способы ГОСТовские, но не всегда объективны.
Мы стараемся тестировать избыточным давлением изнутри упаковки с гораздо большим давлением (несколько bar). Лучше видны слабые места.
Я хз, что у вас за химия, и на чем вы тестите, но в "гравитационном методе" лучше брать что-ниб типа спирта. На воде 100% не будет объективного результата из-за поверх натяжения и др приколов воды.

[Alexey A 79]

Уважаемые коллеги, добрый день!

Ситуация следующая - применение пипеток из SEBS и/или NBR предварительно помогает решить проблему.
Завершившиеся длительные испытания в лаборатории показали значительно меньшую потерю воды из продукта по сравнению с силиконовыми пипетками.

Заказали образцы из ТЭП и каучука у китайского трейдера - они их прислали, но в показаниях где ТЭП а где каучук путаются и отвечают неуверенно.
Образцы отнесем коллегам в аналитическую лабораторию на ИК спектроскопию и во всем разберемся - но например на регулярных поставках постоянно носить образцы на ИК спектроскопию не получится, прибор загружен и коллеги могут помогать нам только эпизодически.

Вопрос - существует ли из Вашего опыта какие либо объективные признаки по которым можно было бы с уверенностью визуально отличить ТЭП от каучука? В качестве примера - легко можно отличить ПЭ бутылку от ПЭТ даже если обе окрашены - по типичной для каждого материала технологии изготовления: у ПЭТ бутылки на дне точка впрыска, у ПЭ бутылки на дне шов на линии смыкания пресс формы).

Возможно у ТЭП и у каучука тоже есть различия по типу технологии переработки? Или таких принципиальных различий нет?

Спасибо!
С уважением,
Алексей

[KsunReh]

Вопрос - существует ли из Вашего опыта какие либо объективные признаки по которым можно было бы с уверенностью визуально отличить ТЭП от каучука? В качестве примера - легко можно отличить ПЭ бутылку от ПЭТ даже если обе окрашены - по типичной для каждого материала технологии изготовления: у ПЭТ бутылки на дне точка впрыска, у ПЭ бутылки на дне шов на линии смыкания пресс формы).

Возможно у ТЭП и у каучука тоже есть различия по типу технологии переработки? Или таких принципиальных различий нет?

На самом деле ПЭ преформы (как и ПП преформы) тоже иногда бывают и бутылки из них раздувают как и из ПЭТ... только у них другая ниша... и на них тоже будет точка впрыска. И вообще ПЭ и ПЭТ настолько сильно отличаются визуально/оптически/по твердости и тактильно что тут на точку впрыска можно не смотреть

Что касается вашего вопроса, то первое что приходит на ум - тест на горение. Запах и характер горения у изделия из латекса должны уверенно отличаться от таковых у ТЭПа. Проверяется обычной зажигалкой и пинцетом имея на руках контрольные образцы из обоих материалов. Смотрите на цвет пламени/цвет дыма/запах и характер горения.

Кроме того я бы еще проверил плотность каучука ваших изделий, если она вдруг более единицы, т.е. полимер тяжелее воды, то сможете отличать от ТЭПа и по этому показателю бросая небольшие кусочки изделия в стакан с водой, т.к. ТЭП SEBS без наполнителей не тонет. Но тут надо смотреть, т.к. у каучуков плотность чаще тоже меньше единицы.