р
в соответствии
азличным содержанием пп, 3.1.3.1 и 3.1.3.2.Подготовка термоанализатора к работе — по ГОСТ 9.715, разд. 1.
Испытания проб стандартных композиций проводят на термоанализаторе в воздушной среде при скорости нагрева Ю°С/мин до температуры (350 ±0,5) °С.По термогравиметрическому графику определяют начальную массу каждой пробы каждой из стандартных композиций (ты) и массу остатка проб после нагревания до температуры
Проводят обработку данных испытаний проб стандартных композиций материала в соответствии с пи. 3.1.3.8—3.1.3.10.
Проведение испытаний
Подготовка проб и испытания исследуемого материала до и после старения — по лп. 3.2.1,3.2.2; 3.2.3.1, 3.2.3.2, 3.2.3.3,
Старение проводят в соответствии с НТД.
Обработка результатов
Вычисляют среднюю арифметическую относительную потерю массы исследуемого материала (Д/пи«) до и после старения по формуле
г
А/Иик—
-1 mJ
п
(24)
Д/Иик}—потеря массы каждой из параллельных проб исследуемого материала, по п. 3.1.3.8, г;
п — число параллельных проб.
Каждое из параллельных определений не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на 5% отн. Если расхождение более 5% отн., испытания повторяют.
Вычисляют содержание пластификатора в исследуемой композиции (Р) в процентах до и после старения по формуле (23).
Изменение содержания пластификатора в материале вследствие старения определяют по п. 3.1.5.4.
Результаты испытаний вносят в протокол, в котором должны быть указаны:
н
2)
3)
4)
6)
аименование материала, тип и условное обозначение;наименование предприятия-изготовителя;
номер партии и дата изготовления;
марка термоанализатора;
обозначение настоящего стандарта и метода испытаний;
содержание пластификатора до и после старения;
изменение содержания пластификатора в материале;
б
рами ли я лиц. про-
) организация, предприятие, должность и водивших испытания.
МЕТОД 4
Сущность метода заключается в нагревании образца материала в изотермических условиях в интервале температур три 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. Обр азцы
испытаний
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.
Масса образца должна быть от 150 до 200 мг в зависимости от вида материала. Количество параллельных образцов п 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 ±0,001 г.
Аппаратура. Материалы. Реактивы Аппаратура, материалы и реактивы — по п. 3.2.2.
Хроматограф газожидкостный любого типа, снабженный пла
менно-ионизационным детектором, аналитические колонки к нему из стекла или нержавеющей стали длиной 1 м.
Сорбент хроматографический для анализа пластификаторов.
Газ-носитель для хроматографии.
Петля накопіительїнаїя из нержавеющей стали вместимостью 2 см3 из комплекта хроматографа.
Термоанализатор в соответствии с ГОСТ 9.715 разд. 1.
Подготовка к испытаниям
Подготовка термоанализатора к работе — по п. 3.2.3.2.
Подготовка хроматографа и накопительной петли — в
соответствии с инструкцией по эксплуатации хроматографа.
4 Л. Проведение испытаний
Испытания проводят на термоанализаторе в изотермическим режиме в интервале температур, которые устанавливают экспериментально в зависимости от типа пластификатора, как указано в пп. 4.4.3—4.4.5.
Содержание пластификатора в исследуемом материале (Ро, %) до испьгтаїніий определяют по методу 1. Массу пластифи-
катера в каждом из параллельных образцов для испытаний при каждой температуре (goij) вычисляют по формуле
(25)
где — исходная масса каждого из параллельных образцов
при каждой из температур испытаний, г;
і — число температур, і = 1,..., 7;
j—количество параллельных образцов, /—1,2,..., п.
Минимальная температура испытаний должна быть не менее 60°С.
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.
Образцы для испытаний — по пп. 4.1.1, 4.1.2.
В
из парал-
(26)
ычисляют массу пластификатора в каждомлельных образцов по формуле
Wq/Г w1aim
100
где /иоугшах — исходная масса каждого из параллельных образцов,
взятых для испытаний при максимальной температуре.
Вычисляют среднюю арифметическую массу пластификатора в
о
шах
бразцах, взятых для испытаний по п. 4.4.4.1, по формуле(27)
Образцы для испытаний взвешивают с погрешностью не более ±0,0002 г и помещают в ячейку — держатель термоана- лизатора, которую затем вводят в нагретый до предварительно заданной максимальной температуры (Тгаах) 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.
По графику, полученному с использованием ТГ, определяют потерю массы каждым из параллельных образцов (A^jrraax) и вычисляют среднюю арифметическую потерю массы образцами
после испытаний при предварительно заданной максимальной температуре по формуле
п
— «—1 J max
. (28)
1 max Л '
Каждое из параллельных определений не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на
5
отн., испытания повторяют.
п. 4.4.4.3 образцов помеща
% отн. Если расхождение более 5%Каждый из испытанных по
ют 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 темпе ратуре в течение времени, при котором на хроматограмме исчезает пик, соответствующий данному пластификатору.
П
п. 4.4.4.6, используя
о площади хроматографического пика, полученного поф
3£
ормулу (2), вычисляют количество пласта- фикатора, оставшегося в каждом из образцов после испытаний по п. 4.4.4.3 (gj т ).Вычисляют среднее арифметическое значение m я массы пластификатора (в граммах), оставшегося в образцах посл е испытаний по п. 4.4.4.3, по формуле
(29)
Каждое из параллельных определений (gjr ) не дол-
жно отличаться от среднего арифметического значения более чем на 5% отн. Если расхождения более 5% отн., испытания повторяют.
С
(30)
равнивают сумму потери массы образцом (Amrmax) и массы остатка пластификатора (gr ) в образце после термообработки с исходным количеством пластификатора в образце, определенным по методу 1. Эта сумма должна удовлетворять неравенствуO,95gor а +gr Q <£ог
' ° max max ° max & max
Если сумма потери массы образцом А/пттах и остатка пластификатора в образце после термообработки при Гтах больше фактической массы пластификатора в образце gor , определенной по формуле (25), то предварительно заданную максимальную температуру испытаний снижают на 10°С и вновь проводят испыта-
ния 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 gormax, 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.
Устанавливают семь температур испытаний с градацией
Каждый из образцов для каждой из температур испытаний, установленных по п. 4.4.5, взвешивают с погрешностью не более ±0,0002 г 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.
Обработка разультатов
На графике, полученном по п. 4.4.6, отмечают время установления изотермического режима испытаний, соответствующую ему массу образца (тоъ) и определяют изменяющуюся массу образца (т^) за время изотермического нагрева в течение 120 мин с градацией (5±0,1) мин, где f изменяется от 1 до 24.
Вычисляют параметры процесса диффузионной десорбции при каждой из температур испытаний по формуле
т
(31)
іП=т,щЄгде Кі константа скорости процесса диффузионной десорбции пластификатора при Ті, с-1;
ац — показатель степени;
— текущее значение массы образца через каждые (5± ±0,1) мин нагрева, мг;
7Поъ— масса каждого образца до испытаний;
г,;/ — продолжительность испыта ний по п. 4.4.5.
Формулу (31) записывают в логарифмическом виде
In In
3= ІП ІП
(32)
Значение ац и 1пК, при каждой температуре для каждого из образцов вычисляют методом наименьших квадратов по формулам:
24 S 1” xUf 1" ln 2 In xtjf S 1“ In
_ /=1 m,if /=>1 /=1 m4f
24 / 24 2
24 S (In Tj;y)2— I 2J In т/уу j
/=1 /=sl /
03)
24 24 24 24
S In In 2 (In T/ y)2—2 In T/jy 2 In T4/y In In
1nьл /=1 mUf /—1 /-1 /«=1
Щ Д ; —
24 S (lnrzy/)2— £1пт/у/
/=1 /=l
(34)
Подставляют значения ац и ln/Q, полученные по формулам (33) и (34), в уравнение (32) и вычисляют расчетные значения /Піуу(расч).
Проверяют отклонение экспериментальных значений т?,у от их расчетных значений ^одрасч) в соответствии с пп. 1.4.8, 1.4.9.
4.5.5. Вычисляют среднее значение а по формуле
7 п
7-п
(35)
Каждое из значений at, 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 УЗИОННОЙ десорбции (Кг) И ТЄМПЄрЗТурОЙ испытаний (Ті)
диф-
опи-
сывают уравнением
1пК;=1п/С0 | 2-, (36)
П 1 і
где Ко— предэкспоненциальный множитель;
Е — коэффициент температурной зависимости процесса диффузионной десорбции, кДж/моль;
Ті— температура испытаний, К;
R— универсальная газовая постоянная ~ 8,314 Дж/моль*К.
4.5.7. Значение Е и /Со вычисляют методом наименьших квадратов по формулам:
(37)