Страница 3: ГОСТ 9.716-91. ОСТ 9.716-91. ЕСЗКС. Материалы полимерные. Методы определения изменения содержания пластификатора при старении (42522)

3.2.4. Проведение испытаний

3.2.4.1. Подготовка проб и испытания исследуемого материала до и после старения по пп.3.2.1, 3.2.2; 3.2.3.1, 3.2.3.2, 3.2.3.3, 3.2.3.4.

Старение проводят в соответствии с НТД.

3.2.5. Обработка результатов

3.2.5.1. Вычисляют среднюю арифметическую относительную потерю массы исследуемого материала () до и после старения по формуле

, (24)

где - масса остатка пробы исследуемого материала, по п.3.2.3.4, г;

- потеря массы каждой из параллельных проб исследуемого материала, по п.3.1.3.8, г;

- число параллельных проб.

3.2.5.2. Каждое из параллельных определений не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на 5% отн. Если расхождение более 5% отн., испытания повторяют.

3.2.5.3. Вычисляют содержание пластификатора в исследуемой композиции () в процентах до и после старения по формуле (23).

3.2.5.4. Изменение содержания пластификатора в материале вследствие старения определяют по п.3.1.5.4.

3.3. Результаты испытаний вносят в протокол, в котором должны быть указаны:

1) наименование материала, тип и условное обозначение;

2) .наименование предприятия-изготовителя;

3) номер партии и дата изготовления;

4) марка термоанализатора;

5) обозначение настоящего стандарта и метода испытаний;

6) содержание пластификатора до и после старения;

7) изменение содержания пластификатора в материале;

8) организация, предприятие, должность и фамилии лиц, проводивших испытания.

4. МЕТОД 4

Сущность метода заключается в нагревании образца материала в изотермических условиях в интервале температур при заданной продолжительности, при которых изменение массы образца происходит за счет процессов диффузионной десорбции пластификатора, выявлении кинетики диффузионной десорбции пластификатора в заданных условиях и прогнозировании на основе выявленных кинетических закономерностей изменения содержания пластификатора после заданной продолжительности старения.

Прогнозирование изменения содержания пластификатора в полимерном материале при термическом старении осуществляют для заданного соотношения поверхности и объема изделия.

4.1. Образцы для испытаний

4.1.1. Образцы для испытаний изготовляют из материалов и изделий из них в виде пластин. Отношение поверхности образцов к их объему должно соответствовать этому соотношению в изделиях.

4.1.2. Масса образца должна быть от 150 до 200 мг в зависимости от вида материала. Количество параллельных образцов для каждого из режимов испытаний устанавливают в соответствии с п.1.5.2. Параллельные образцы для всех режимов испытаний должны быть равной массы с отклонением не более ±.

4.2. Аппаратура. Материалы. Реактивы

Аппаратура, материалы и реактивы - по п.3.2.2.

Хроматограф газожидкостный любого типа, снабженный пламенно-ионизационным детектором, аналитические колонки к нему из стекла или нержавеющей стали длиной .

Сорбент хроматографический для анализа пластификаторов.

Газ-носитель для хроматографии.

Петля накопительная из нержавеющей стали вместимостью из комплекта хроматографа.

Термоанализатор в соответствии с ГОСТ 9.715 разд.1.

4.3. Подготовка к испытаниям

4.3.1. Подготовка термоанализатора к работе - по п.3.2.3.2.

4.3.2. Подготовка хроматографа и накопительной петли - в соответствии с инструкцией по эксплуатации хроматографа.

4.4. Проведение испытаний

4.4.1. Испытания проводят на термоанализаторе в изотермическом режиме в интервале температур, которые устанавливают экспериментально в зависимости от типа пластификатора, как указано в пп.4.4.3-4.4.5.

4.4.2. Содержание пластификатора в исследуемом материале (, %) до испытаний определяют по методу 1. Массу пластфикатора в каждом из параллельных образцов для испытаний при каждой температуре () вычисляют по формуле

, (25)

где - исходная масса каждого из параллельных образцов при каждой из температур испытаний, г;

- число температур, 1,+,7;

- количество параллельных образцов, 1,2,+,.

4.4.3. Минимальная температура испытаний должна быть не менее 60 °С.

4.4.4. Максимальная температура испытаний не должна приводить к изменению массы материала, связанной с выделением летучих веществ вследствие процессов термодеструкции.

Максимальную температуру испытаний устанавливают, как указано в пп.4.4.4.1-4.4.4.12.

4.4.4.1. Образцы для испытаний - по пп.4.1.1, 4.1.2.

4.4.4.2. Вычисляют массу пластификатора в каждом из параллельных образцов по формуле

, (26)

где - исходная масса каждого из параллельных образцов, взятых для испытаний при максимальной температуре.

Вычисляют среднюю арифметическую массу пластификатора в образцах, взятых для испытаний по п.4.4.4.1, по формуле

. (27)

4.4.4.3. Образцы для испытаний взвешивают с погрешностью не более ± и помещают в ячейку-держатель термоанализатора, которую затем вводят в нагретый до предварительно заданной максимальной температуры () блок термоанализатора.

Предварительно заданная максимальная температура испытаний должна быть на 50 °С меньше температуры кипения исследуемого пластификатора.

Выдерживают образец в термоанализаторе при этой температуре (120±0,5) мин.

4.4.4.4. По графику, полученному с использованием ТГ, определяют потерю массы каждым из параллельных образцов ( ) и вычисляют среднюю арифметическую потерю массы образцами после испытаний при предварительно заданной максимальной температуре по формуле

. (28)

4.4.4.5. Каждое из параллельных определений не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на 5% отн. Если расхождение более 5% отн., испытания повторяют.

4.4.4.6. Каждый из испытанных по п.4.4.4.3 образцов помещают в термоанализатор, соединенный с газожидкостным хроматографом через накопительную петлю, нагревают образцы со скоростью 20 °С в мин в токе газа-носителя хроматографа до температуры кипения пластификатора и выдерживают при этой температуре в течение времени, при котором на хроматограмме исчезает пик, соответствующий данному пластификатору.

4.4.4.7. По площади хроматографического пика, полученного по п.4.4.4.6, используя формулу (2), вычисляют количество пластификатора, оставшегося в каждом из образцов после испытаний по п.4.4.4.3 (). Вычисляют среднее арифметическое значение массы пластификатора (в граммах), оставшегося в образцах после испытаний по п.4.4.4.3, по формуле

. (29)

4.4.4.8. Каждое из параллельных определений () не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на 5% отн. Если расхождения более 5% отн., испытания повторяют.

4.4.4.9. Сравнивают сумму потери массы образцом () и массы остатка пластификатора () в образце после термообработки с исходным количеством пластификатора в образце, определенным по методу 1. Эта сумма должна удовлетворять неравенству

. (30)

Если сумма потери массы образцом и остатка пластификатора в образце после термообработки при больше фактической массы пластификатора в образце , определенной по формуле (25), то предварительно заданную максимальную температуру испытаний снижают на 10 °С и вновь проводят испытания по пп.4.4.4.1-4.4.4.7 до тех пор, пока результаты эксперимента не будут удовлетворять неравенству (30).

Если эта сумма меньше 0,95, предельно заданную максимальную температуру испытаний повышают на 10 °С и вновь проводят испытания по пп.4.4.4.1-4.4.4.7 до тех пор, пока результаты эксперимента будут удовлетворять неравенству (30). Полученную температуру принимают за максимальную температуру испытаний.

4.4.5. Устанавливают семь температур испытаний с градацией

.

4.4.6. Каждый из образцов для каждой из температур испытаний, установленных по п.4.4.5, взвешивают с погрешностью не более ± и помещают в ячейку-держатель термоанализатора, которую затем вводят в предварительно нагретый до каждой из заданных температур испытаний блок термоанализатора. Регистрируют на термоаналитических кривых процессы, происходящие в материале в течение (120±0,1) мин при заданной постоянной температуре.

Отсчет продолжительности выдержки образцов при заданной температуре начинают с момента установления этой температуры в образце.

4.5. Обработка разультатов

4.5.1. На графике, полученном по п.4.4.6, отмечают время установления изотермического режима испытаний, соответствующую ему массу образца () и определяют изменяющуюся массу образца () за время изотермического нагрева в течение 120 мин с градацией () мин, где изменяется от 1 до 24.

4.5.2. Вычисляют параметры процесса диффузионной десорбции при каждой из температур испытаний по формуле

, (31)

где - константа скорости процесса диффузионной десорбции пластификатора при , ;

- показатель степени;

- текущее значение массы образца через каждые (5 ± 0,1) мин нагрева, мг;

- масса каждого образца до испытаний;

- продолжительность испытаний по п.4.4.5.

Формулу (31) записывают в логарифмическом виде

, (32)

Значение и при каждой температуре для каждого из образцов вычисляют методом наименьших квадратов по формулам:

, (33)

. (34)

4.5.3. Подставляют значения и , полученные по формулам (33) и (34), в уравнение (32) и вычисляют расчетные значения .

4.5.4. Проверяют отклонение экспериментальных значений от их расчетных эначений в соответствии с пп.1.4.8, 1.4.9.

4.5.5. Вычисляют среднее значение по формуле

, (35)

Каждое из значении не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на 10% отн. Если расхождение более 10% отн., то испытания повторяют.

4.5.6. Зависимость между константой скорости процесса диффузионной десорбции () и температурой испытаний () описывают уравнением

, (36)

где - предэкспоненциальный множитель;

- .коэффициент температурной зависимости процесса диффузионной десорбции, кДж/моль;

- температура испытаний, К;

- универсальная газовая постоянная ~8,314 Дж/моль·К.

4.5.7. Значение и вычисляют методом наименьших квадратов по формулам:

, (37)

(38)

4.5.8. Прогнозирование изменения содержания пластификатора в полимерном изделии и (или) эксплуатации материала ( , %) проводят при эквивалентной температуре , определяемой по ГОСТ 9.707 (приложение 5) для заданной продолжительности старения .

Вычисляют при эквивалентной температуре по формуле (36).

Вычисляют по формуле

, (39)

где - константа скорости процесса диффузионной десорбции при , ;

- заданная продолжительность старения, для которой проводят прогнозирование изменения содержания пластификатора, сут;

- по п.4.7.5.

4.5.9. Результаты испытаний вносят в протокол, в котором должны быть указаны:

1) наименование и марка материала;

2) наименование и марка пластификатора;

3) завод - изготовитель материала;

4) номер партии и дата изготовления;

5) условия хранения или эксплуатации;

6) обозначение НТД на метод испытаний;

7) содержание пластификатора до старения материала;

8) прогнозируемое содержание пластификатора после заданной продолжительности старения.

4.5.10. Держателем программы автоматизированной обработки результатов испытаний по методу 4 является НПО “ВНИИКП”.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1. Требования безопасности труда - по ГОСТ 12.1.007, ГОСТ 12.1.019, ГОСТ 12.3.002 и ГОСТ 12.3.019.

5.2. Требования пожарной безопасности - по ГОСТ 12.1.004.

5.3. Метеорологические условия, уровень звукового давления, уровни звука и содержание вредных примесей в рабочей зоне помещений для испытаний не должны превышать норм, установленных СН-245-71 и утвержденных Госстроем СССР.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ СЕЛЕКТИВНЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ

ПФ И СОРБЕНТОВ ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА