ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ЕДИНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ И СТАРЕНИЯ
МАТЕРИАЛЫ ПОЛИМЕРНЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
ПЛАСТИФИКАТОРА ПРИ СТАРЕНИИ
Издание официальное
БЗ 1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ
КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ
г. МоскваРедактор Р. С. Федорова
Технический редактор О. Н. Никитина
Корректор В. М. Смирнова
Сдано в наб. 18.04.91 Поди, в печ. 21.06.91 1,5 усл. п. л. 1.5 усл. кр.-отт, 1,40 уч.-мзД. л,
Тир. 5000 Цена 55 к.
Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123557, Москва, ГСП, Новопресненскнй пер,. Э
Тип. «Московский печатник». Москва, Лялин пер., 6. Зак. 306
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СОЮЗА ССР
СТАН
Единая система защиты от коррозии и старения
М
ГОСТ
9.716—91
АТЕРИАЛЫ ПОЛИМЕРНЫЕМетоды определения изменения содержания
пластификатора при старении
Unified system of corrosion and ageing protection.
Polymeric materials. Methods of determining
variation of plasticizer content with ageing
ОКСТУ 0009
Дата введения 01.01.92
Настоящий стандарт распространяется на пластифицированные полимерные материйлы(материалы) и устанавливает методы определения изменения содержания пластификатора при старении.
Методы 1—3 предназначены для оценки изменения содержания пластификатора по изменению массы образца при нагревании, нием газожидкостной хроматографии (метод 1), инфракрасной спектроскопии (метод 2), термогравиметрии (метод 3).
Метод 4 предназначен для прогнозирования изменения содержания пластификатора в образце материала вследствие термического старения путем оценки кинетики диффузионной десорбции пластификатора по изменению массы образца при нагревании. Метод 4 распространяется только на материалы и изделия из поливинилхлорида.
МЕТОД 1
Сущность метода заключается в том, что до и после старения содержание пластификатора в полимерном материале определяется экстрагированием из пробы измельченного материала селективным растворителем, растворяющим пластификатор, но пе растворяющим полимерную основу и другие добавки. Идентификацию и количественное определение пластификатора в экстракте осуществляют с применением газожидкостной хроматографии.
Отбор проб
Для приготовления пробы берут навеску полимерного материала массой по (20± 1) г из десяти мест каждой партии материала или изделия.
Издание официальное
(£Г Издательство стандартов, 1991
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован или распространен без разрешения Госстандарта СССРПробу для испытания готовят измельчением полимерного материала до частиц, проходящих без остатка через сетку № 1 и остающихся на сетке № 05 по ГОСТ 3826.
Пробы, полученные по п. 1.2.2, смешивают и методом ручного квартования отбирают среднюю пробу массой (55± 1) г.
Аппаратура. Реактивы. Материалы.
Приспоссбление для измельчения полимерных материалов;
колбы мерные 2-го класса точности, вместимостью 250 и 50 см3, исполнения 2 по ГОСТ 1770;
насадка для экстрагирования вместимостью 100 см3 из термически стойкого стекла по ГОСТ 25336;
колба круглодонная с взаимозаменяемым конусом, исполнения 1, вместимостью 250 см3 из термически стойкого стекла по ГОСТ 25336;
холодильник шариковый с взаимозаменяемым конусом исполнения 2 из химически стойкого стекла по ГОСТ 25336;
сетки № 1 и 05 по ГОСТ 3826;
весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104, 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г;
баня водяная с электрическим обогревом или колбонагрева- тель;
патроны экстракционные диаметром от 30 до 37 мм и высотой от 90 до 100 мм из фильтровальной бумаги марки Ф по ГОСТ 12026 или патрон стеклянный с пористым дном, который допускается применять, если частицы экстрагируемой пробы не проходят через пористое дно;
хроматограф газожидкостный, снабженный пламенно-ионизационным детектором, аналитические колонки к нему из стекла или нержавеющей стали длиной 1 м, диаметром 3—4 мм из комплекта хроматографа;
микрошприцы вместимостью 50, 10 и 5 мкл из комплекта хроматографа;
азот газообразный ос. ч. по ГОСТ 9293;
водород электролитический по ГОСТ 3022;
сорбент хроматографический для анализа пластификаторов (приложение);
кислота соляная по ГОСТ 3118;
кусочки неглазированного фарфора;
вата по ГОСТ 5556;
растворитель селективный квалификации х.ч. или ч.д.а. (см. приложение);
электропечь лабораторная, обеспечивающая поддержание температуры от 50 до 350°С с погрешностью не более ±2°С по ОСТ 16.0.801.397.
Подготовка к испытаниям
Готовят образцовый раствор пластификатора для калибровки хроматографа. Для этого навеску пластификатора массой 1,25 г, взвешенную на часовом стекле с погрешностью не более ±0,0002 г, растворяют в селективном растворителе, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, выдерживают при температуре (20±1)°С и доводят растворителем до метки.
Концентрация полученного раствора пластификатора 25 мг/см3.
Калибруют хроматограф образцовым раствором пластификатора в селективном растворителе. Для этого в хроматограф
в
микрошприцем
м ест к мо стью 50 мкл п ост едов ат ельно вв эдят5
10 доз раствора (5, 10, 15
изменяется от 0,125 до
При этом содержание
пластификатора
0 мкл), при температуре (20±1)°С.1,25 мг с градацией 0,125 мг. Количество параллельных проб j для каждой из концентраций (доз) не менее пяти.
Допускается использовать микрошприцы объемом 10 мкл, при этом массу навески пластификатора, равную 6,25 г, растворяют в 50 см3 рагтвэрителя. Концентрация полученного раствора пластификатора 125 мг/см3.
Концентрация пластификатора в каждой дозе регистрируется самописцем прибора в виде хроматограмм. При этом вы-
сота пиков не должна превышать диапазона шкалы регистрирующего прибора, а высота наименьших пиков должна быть достаточной для расчета, что достигается подбором соответствующей чувствительности прибора.
Температура термостата колонок при изотермическом режиме (200 ±2) °С, испарителя хроматографа — (250 ±2) °С; объемный расход газа-носителя (азота) — 30 см3/мин, водорода — 30 см5/мин.
Скорость диаграммной ленты — 10 мм/мин.
При вводе каждой из доз раствора измеряют площадь хроматографического пика (S&7), соответствующего количеству введенного пластификатора. Площадь пика, соответствующую каждой из введенных доз каждой из параллельных проб, вычисляют по формуле
(1)
где h,— высота пика, мм;
bj—ширина пика, измеренная на половине его высоты, мм; />5.
С реднее арифметическое значение Sk для каждой из доз вычисляют по формуле
(2)
Строят калибровочный график зависимости площадей пиков от
количества пластификатора.
Количество пластификатора, находящееся в каждой из доз раствора (а*), связано с площадью соответствующего хрома-
тографического пика соотношением
(3)
где «л—изменяется от 0,125 до 1,250 мг с градацией 0,125 мг; L — угловой коэффициент.
Угловой коэффициент L вычисляют методсм наименьших квад радов по формуле
1Э _ 10 _ 10
1
(4)
0 2 —2 Sk 2 akЧ
10
Ю2 (sft)2-
о Ті-*S М
A—1 J
где k = 1,2,..., 10 — количество доз.
Коэффициент L, определенный по п. 1.4.6, подставляют в формулу (3) и для всех cik находят расчетные значения 5/г(РаСч).
Вычисляют отклонение экспериментальных значений S& от расчетных 5й(Расч). Для этого вычисляют среднее квадратическое отклонение (ok) экспериментальных значений Sk от расчетных Sft(pac4) но формуле
(5)
Если значения Sk не попадают в интервал 2о/?, т. е.
—Sk(paC4) их исключают из результатов эксперимента
и коэффициент L вычисляют вновь по п. 1.4.6 для оставшихся значений Su до тех пор, пока все экспериментальные точки будут попадать в интервал 2а^. Количество оставшихся экспериментальных значений Sk должно быть не менее пяти.
Если экспериментальные значения Sk не удовлетворяют требованиям п. 1.4.8, испытания повторяют.
Изготовляют модельную композицию пластифицированного материала в количестве (1 ±0,1) кг по технологии и рецептуре в соответствии с нормативно-технической документацией (НТД) на исследуемый материал. Пробы для испытаний отбирают и подготавливают в соответствии с п. 1.2.
Экстракционные патроны и вату предварительно экстрагируют в экстракторе Сокслета в течение 4 ч и высушивают при 80°С до постоянной массы.
В экстракционный патрон помещают 10 г подготовленной по п. 1.2.3 модельной композиции, взвешенной с погрешностью не более ±0,001 г. Нав-ес'ку в экстракционном патроне закрывают пробкой из ваты. Количество параллельных определений— не менее пяти.
Экстракционный патрон помещают в экстрактор Сок
слета.
В сухую экстракционную колбу с кусочками неглазиро-
в
шлифов без применения смазки.
анного фарфора заливают 180 — 200 см3 селективного растворителя. Колбу соединяют с экстракционной насадкой с помощьюЭкстракцию осуществляют в течение 8 ч при скорости
не менее 10 циклов в 1 ч до полного извлечения пластификатора из исследуемого материала. Признаком полного извлече шя является отсутствие пятна пластификатора на фильтровальной бумаге, на которую наносят каплю раствора из последнего цикла экстракции
После окончания экстракции колбу с экстрактом разъединяют с экстракционной насадкой. В колбу сливают остаток растворителя из насадки, экстракт переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, выдерживают при температуре (20±1)°С, доливают до метки селективным растворителем.
Из мерной колбы с помощью микрошприца отбирают 50 мкл экстракта, вводят в хроматограф и измеряют площадь хроматографического пика, соответствующую концентрацій пластификатора.
По площади хроматографического пика, используя формулу (3), вычисляют массу пластификатора (aMKj), содержащуюся в 50 мкл экстракта каждой параллельной пробы модельной композиции, в миллиграммах.
Вычисляют массовую долю пластификатора (СПф5) в процентах в каждой из параллельных проб модельной композиции материала по формуле
^пфу—
•100,
(6)
где /пмк,— масса каждой из параллельных проб модельной композиции, взятая по п. 1.4.12, мг;
5— нормирующий коэффициент;
0mkj — масса пластификатора в каждой из параллельных проб, экстрагированная из модельной композиции, вычисленная по п. 1.4.18, мг.
В
ния пластификатора
ычисляют среднее арифметическое значение содержа- из всех параллельных проб модельной ком-и
позиции, взятых для
где п — количество
спытаний (СПф, %), по формуле п(7)
параллельных проб модельной композиции
Допускаемое расхождение между СПф и отдельными значениями
СПф5 не должно превышать 5% сгн. Если расхождение больше 5% отн., то испытания повторяют.
В
СПф
ычисляют коэффициент экстракции пластификатора (Кэ) по формуле(8)
м
мк
ассовая доля пластификатора в модельной компози-ции по п. 1.4.10, %;
СПф — среднее арифметическое значение содержания пластификатора модельной коміпозици'и по п. 1.4.20, %.
1.5. Проведение испытаний
Из средней пробы исследуемого материала, полученной по пп. 1.2.1—1.2.3, отбирают пробы массой 10 г, взвешенные с погрешностью не более ±0,001 г.
Количество параллельных проб (я) вычисляют в соответствии с ГОСТ 9.707 (приложение 3). Если относительная ошибка и вероятность попадания среднего арифметического значения СПф в доверительный интервал не задаются, то количество проб должно быть не менее пяти.
Проводят экстракцию пластификатора из каждой из параллельных проб материала до старения селективным растворителем и определяют количество пластификатора, находящееся в 50 мкл экстракта (аэ) в соответствии с пп. 1.4.11—1.4.18.
Массовую долю пластификатора в каждой из параллельных проб исследуемой композиции (Р,) в процентах вычисляют по формуле
(9)
где Пэ—содержание пластификатора в 50 мкл экстракта каждого из образцов, мг;
тті— масса каждой из проб исследуемой композиции, мг;
Дэ—коэффициент экстракции, вычисленный по п. 1.4.21;
Массовую долю пластификатора (Р) в процентах в материале до старения вычисляют по формуле
у
р
(10)
=1-і . Jооп
где п — количество параллельных образцов.
За результат испытаний принимают среднее арифметическое
результатов всех параллельных определений, допускаемое расхождение между Р и отдельными значениями Pj не должно превышать 5% отн. Если расхождение больше 5% отн., испытания повторяют.
