Величина OTR является функцией химической природы полимера, толщины плёнки и внешних условий испытания. Стандартная нормировка показателя проводится по толщине и градиенту парциального давления кислорода, что позволяет сопоставлять материалы разной геометрии.
Единицы измерения: основная — cc/m²·day (при 23 °C, атмосферное давление); для сопоставления по толщине применяется коэффициент проницаемости cc·mil/m²·day·atm или cc·µm/m²·day·atm.
Условия испытания: стандартно 23 °C и относительная влажность 0 %, 50 % или 90 % RH — для гидрофильных барьеров влажность критична.
Методы определения: кулонометрический датчик по ASTM D3985 (сухая среда) и ISO 15105-2; для влажных условий — ASTM F1927.
Классификация по барьерности:
высокобарьерные материалы: OTR менее 1 cc/m²·day (EVOH, PVDC, металлизация, SiOx);
среднебарьерные: 1–100 cc/m²·day (PET, PA/полиамид, ориентированный PP);
низкобарьерные: свыше 100 cc/m²·day (LDPE, PP, PS).
Влияние температуры: зависимость проницаемости от температуры описывается уравнением АррениусаP = P₀ · exp(−Ea / RT), где Ea — энергия активации диффузии.
Отдельно следует учитывать, что показатели EVOH резко ухудшаются при росте влажности: при 90 % RH барьер может деградировать на порядок относительно сухих условий, поэтому EVOH-слой всегда защищают гидрофобными слоями PE или PP.
В мясопереработке контроль OTR определяет срок годности и товарный вид продукции. Для вакуумной упаковки цельномышечных отрубов требуются материалы с OTR не выше 5–10 см³/м²·сутки, поскольку проникновение кислорода провоцирует переход миоглобина в метмиоглобин и появление серо-коричневого оттенка. Для упаковки в модифицированной газовой среде (МГС) с высоким содержанием CO₂ барьер по кислороду также должен быть высоким, чтобы сохранить состав газовой смеси в течение всего срока хранения.
В сегменте готовой кулинарии и охлаждённых блюд лотки с барьерной структурой PP/EVOH/PP подбираются под целевой срок годности 14–21 день. Здесь OTR работает в связке с герметичностью термосварного шва: даже низкий OTR материала не гарантирует сохранности при негерметичной запайке крышечной плёнки. В молочной отрасли для твёрдых сыров и продуктов с длительным хранением применяются структуры с металлизацией или PVDC, обеспечивающие OTR на уровне долей см³/м²·сутки, что предотвращает прогоркание жиров и рост аэробной микрофлоры.
Низкий OTR — цель для большинства пищевых применений, однако выбор материала всегда компромиссен.
Преимущества высокобарьерных структур:
значительное продление срока годности за счёт подавления окислительных процессов;
стабилизация газовой среды в MAP-упаковке;
сохранение цвета, вкуса и питательной ценности продукта.
Ограничения:
высокая стоимость EVOH- и PVDC-слоёв относительно моноплёнок;
чувствительность EVOH к влажности, требующая многослойной защиты;
сложность утилизации и переработки многослойных материалов;
избыточный барьер для «дышащих» продуктов (свежие овощи, фрукты) вреден — он провоцирует анаэробное брожение.
При подборе упаковки недостаточно ориентироваться на паспортное значение OTR материала — критично соотнести условия испытания с реальными условиями хранения. Если продукт содержит влагу и хранится при повышенной влажности, паспортный OTR при 0% RH окажется завышенно оптимистичным, и в реальности барьер EVOH деградирует. Рекомендуется запрашивать данные проницаемости именно при 50–90 % RH для гидрофильных структур.
