СОЮЗА
ЕДИНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ И СТАРЕНИЯ
МАТЕРИАЛЫ ПОЛИМЕРНЫЕ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ
ХИМИЧЕСКИ И ФИЗИЧЕСКИ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ
Издание официальное
П
ГОСУДА РСТВ ЕН Н ЫЯ
КОМИТЕТ СССР
АРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
Е
ГОСТ
9.717—91
М
изически связанной воды
Unified system of corrosion and ageing protection Polymeric materials. Method of determining the mass portion of chemically and physically bound water
ОКСТУ 0C 09
Дата введения 01.01.92
Настоящий стандарт распространяется на полимерные материалы и изделия из них (материалы) и устанавливаеі метод определения массовой доли химически и физически связанной воды.
Массовую долю химически связанной воды в материале определяют по разности массовой доли общего содержания воды и массовой доли физически связанной воды.
Для определения общего содержания воды в образце материала используют электрометрическое титрование с применением реактива Фишера или кулонометрический способ.
Для определения физически связанной воды образцы материала подвергают сушке над пятиокисью фосфора при комнатной температуре.
Метод применяют для оценки влагосодержания материала, а также изменения массовой доли химически связанной воды при старении.
Выбор метода определения общего содержания воды и дополнительные условия испытаний предусмотрены в нормативно-технической документации на материал.
Термины, применяемые в стандарте, и пояснения к ним приведены в приложении 1.
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО
СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕАКТИВА ФИШЕРА
Определение основано на химическом взаимодействии воды, содержащемся в материале, с реактивом Фишера в среде метано-
Издание официальное
© Издательство стандартов, 1991
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР ла или других растворителей, не реагирующих с реактивом Фишера.
Диапазон определяемого общего содержания воды 0,005—80%.
При определении воды в материале на основе полиамидных и (или) карбамидных полимеров, а также других полимеров, реагирующих с обычным реактивом Фишера, в качестве растворителя применяют NiN — диіметиліформаміид, метилцеллозольв, пиридин или другие инертные растворители, а также реактив Фишера измененного состава, в котором метанол заменен метилцеллозольвом или NjN-диіметилформамидом. В зависимости от типа анализируемого материала выбирают растворитель и реактив Фишера по приложению 2.
Примечание. Общее содержание воды включает как химически, так и физически связанную воду в материале (свободная, кристаллизационная и окклюдированная)
Отбор образцов
Образцами для испытаний являются навески, получен
ные из того места материала или изделия из него, влагосодержа- ние которого необходимо определить. Навески материала скалывают или срезают с помощью любого режущего инструмента. Метод получения образца не должен вызывать изменение влагосо- держания материала.
Количество параллельных образцов на одну эксперимен
тальную точку для определения массовой доли воды устанавливают в соответствии с ГОСТ 9.707, приложение 3. Если относительная ошибка и вероятность попадания среднего арифметического значения массовой доли воды в доверительный интервал не задается, то количество параллельных образцов на одну экспериментальную точку должно быть не менее пяти.
Массу образца исследуемого материала тпм и относи
тельную погрешность определения устанавливают в соответствии с табл. 1.
Таблица 1
Предполагаемое содержание
воды в образце, %
‘ПМ’
Относительная погреш-
ность определения воды,
%
Не менее 2 0 15—10
5—0.5
Не менее 0,05
С ,005—~0,05 0,05—0,10
Св. 0,10 до 1,00
» 1,С0 > 10,09
» 10,00
Массу образца устанавливают, исходя из того, что расход реактива Фишера для определения содержания воды должен быть от 3 до 8 см3. Для этого проводят предварительные испытания по определению этого расхода
.Взвешивают образцы на часовом стекле, определяют массу образцов тпм по разности масс часового стекла с навеской материала и чистого стекла, доведенного до постоянной массы сушкой при температуре (105±2)°С.
Аппаратура, реактивы и растворы
Прибор для экстрагирования воды и измельчения образца материала в растворителе, обеспечивающий высокую степень измельчения образца в условиях, исключающих попадание атмосферной влаги в подготовленную пробу, а также обеспечивающий электрометрическое титрование воды реактивом Фишера.
Рекомендуемая схема прибора приведена на черт. 1.
Прибор для экстрагирования воды
и измельчения образца материала в растворителе
1— стеклянный сосуд для помола образцов, экстракции и титрования, 2 — штатив, 3 — мотор высокоскоростной мешалки; 4 — вал мешалки; 5—пробка из нержавеющей стали или фторопласта 4, 6 — полая пробка на шлифе для внесения образца; 7 — штуцер для введения растворителя; 8 — баллон с азотом; 9— осушитель азота; 10— трубка для ввода сухого азота, // — платформа, 12— осушительная склянка, 13 — резиновая груша, 14— склянка с реактивом Фишера; 15— мчкробюретка; 16, 17 — осушительные тр} бки, 18 — наладка с капилляром, 19 — электроды из плазиновоЙ фольги по ГОСТ 2^01 29 --- микроамперметр на 100 мА; 21 — потенциометр сопротивления на 9—10 кОм; 22 —источник постоянного тока на 1,5 В, 23 — выключатель
Черт 1
Прибор состоит из стеклянного сосуда вместимостью 500 смг и высокоскоростной мешалки с регулируемой скоростью вращения от 300 до 18000 мин-1. Вал мешалки и лопасти выполняют из металла, не реагирующего с реактивом Фишера. Лопасти мешалки выполняют в виде ножей. Вал мешалки проходит черев отверстие в пришлифованной к сссуду пробке из нержавеющей стали или фторопласта 4, обеспечивающей герметичность затвора. Для предупреждения попадания в сосуд влажного воздуха в него под небольшим избыточным давлением (3—4 мм рт. ст.) с помощью баллона и осушителя подается сухой азот с расходом 10—15 см3/мин. Штуцер после подачи растворителя запирается осушительной трубкой на шлифе. Образец в виде навески подают в сосуд с помощью поворота полой пробки на шлифе. Воду, экстрагированную из образца, титруют с помощью микробюретки и насадки с капилляром. Точку эквивалентности определяют электрометрически с погрешностью не более ±5% в диапазоне определения воды 0,0002—0,05% и ±4% в диапазоне определения воды 0,05—80% (по массе).
Азот газообразный технический по ГОСТ 9293, предварительно осушенный пропусканием через колонки, наполненные силикагелем и ангидроном, с содержанием воды не более 5 мкг/г.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Метанол-яд по ГОСТ 6995 с массовой долей воды не более 0,05%. При большем содержании воды метанол обезвоживают следующим образом в круглодонную колбу вместимостью 1 дм3, снабженную обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, помещают 5 г магния в стружке, 0,5 г йода и приливают 250—300 см3 метанола. Если водород при этом выделяется слабо, смесь слегка нагревают на водяной бане до полного растворения магниевых стружек. Чепез обратный холодильник приливают 500—600 см3 метанола и кипятят смесь в течение 30 мин. После этого метанол перегоняют, используя елочный дефлегматор, в приемник, снабженный хлоркальииевой трубкой, и собирают фракцию, кипящую от 64 до 65,5°С при давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.).
При перегонке соблюдают меры предосторожности против попадания атмосферной влаги в метанол.
Допускается получать обезвоженный метанол другими методами, гарантирующими содержание воды не более указанного.
Магний мета ллический первичный в чушках по ГОСТ 804, измельченный в мелкую стружку.
йод по ГОСТ 4159, ч. д. а.
Калия гидроокись по ГОСТ 24363.
Пиридин по ГОСТ 13647 с массовой долей воды не более 0,05%.При большем содержании воды пиридин обезвоживают следующим образом: 1 дм3 пиридина кипятят с 150—200 г гидроокиси калия около 30 мин в круглодонной колбе вместимостью 2 дм3, снабженной обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой. Затем заменяют обратный холодильник прямым и перегоняют пиридин. В приемник, снабженный хлоркальцисвой трубкой, собирают фракцию, кипящую от 114 до 116°С при давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). При перегонке соблюдают меры предосторожности против попадания в пиридин атмосферной влаги.
Допускаются другие способы обезвоживания пиридина, гарантирующие содержание воды не более установленного.
Эфир монометиловый этиленгликоля (мегилцеллозольв) по ТУ 6—09—4398, х. ч., с массовой долей воды не более 0,05%. При большем содержании воды его обезвоживают перегонкой при 124,3°С и давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). Первые порции дистиллята отбрасывают до установления стабильной температуры отгонки. При перегонке соблюдают меры предосторожности против попадания в метилцеллозольв атмосферной влаги,
М,М-диметилформамид по ГОСТ 20289, х. ч., с массовой долей воды не более 0,05%. При большем содержании воды его обезвоживают перегонкой при температуре от 152,5 до 154,0°С и давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). Первые порции дистиллята отбрасывают до установления стабильной температуры отгонки и соблюдают меры предосторожности против попадания б N, N-диметилформамид атмосферной влаги.
Диоксан по ГОСТ 10455, ч.д. а., с массовой долей воды не более 0,05%. При большем содержании воды его обезвоживают перегонкой при температуре 101,3°С и давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.) над металлическим натрием в токе сухого азота. Первые порции дистиллята отбрасывают до установления стабильной температуры отгонки. Обезвоженный диоксан хранят в темной склянке в атмосфере азота.
Этиленгликоль по ГОСТ 10164, ч. д. а., с массовой лей воды не более 0,05 %. При большем содержании воды его обезвоживают перегонкой при температуре 197,8°С и давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). Первые порции дистиллята отбрасывают до установления стабильной температуры отгонки и соблюдают меры предосторожности против попадания атмосферной влаги.
Хлороформ, х. ч., по ТУ 6—09—800, с массовой долей воды не более 0,05%. При большем содержании воды его обезвоживают перегонкой при температуре 61, ГС и давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). Первые порции дистиллята отбрасывают до установления стабильной температуры отгонки и соблюдают меры предосторожности против попадания атмосферной влаги.
Ангидрид сернистый по ГОСТ 2918.
Кальций хлористый свежепрокаленный по ТУ 6-09-4711.
Магний хлзонокислый безводный (ангидрон), ч., по ТУ 6—09—3880.
Натрий виннокислый 2-водный, ч. д. а., по ТУ 6—09—5400.
• 1.2.18. Натрий уксуснокислый 3-водный, х. ч., по ГОСТ 199.
L2.19. Реактив Фишера обычного состава, ч. д. а., по ТУ 6—09—1487 или по приложению 2.
Натрий металлический по ТУ 6—09—356, ч. д. а.
Смазка ЦИАТИМ-205 по ГОСТ 8551 или смазка вакуум
ная.
Электросекундомер по ТУ 25—1801—205 или секундо
мер.
Весы лабораторные аналитические одноплечные с по
грешностью взвешивания не более ±0,00005 г.
Ткань хлопчатобумажная по ГОСТ 7617.
1.3. Подготовка к испытаниям
Для проведения испытаний составляют программу, в которой указывают:
наименование и марку материала или изделия, способ и дату
изготовления;
цель испытаний;
определяемый вид связанной воды;
условия і спытаний;
тип аппаратуры;
перечень используемых при испытаниях стандартов пли технических условий;
обозначение настоящего стандарта.
Определяют растворимость полимерной основы гепгм- мого образна в инертных по отношению к реактиву Фишеоа растворителях (метанол, N, N-диметилформамид, диоксан, метилцел- лозольв, пиридин, этиленгликоль, хлороформ и т. п.).
Устанавливают титр реактива Фишера (Т), т. о. массу воды в миллиграммах, соответствующую 1 см3 реактива Фишера, как указано в пи. 1.3.3.1 —1.3.3.?.
В стеклянный сосуд прибора (черт. 1) через штупер 7 вводят 100 см3 обезвоженного растворителя, который устанавливают в зависимости от типа материала в соответствии с приложением 2. Закрывают штуцер 7 осушительной трубкой на шлифе /7. Собирают с стальные составляющие прибора на шлифах и через систему' осушения азота и трубку 10 пропускают сухой азот. Затем электрометрически оттитровывают воду, находящуюся в растворителе и на стенках сосуда, реактивом Фишера с помощью микробюретки. Сначала реактив Фишера подается в сосуд со скоростью 1 капля в 1 с. При этом стрелка микроамперметра откло-няется незначительно от нулевого деления. Когда стрелка микроамперметра начинает сильно колебаться, реактив Фишера добавляют со скоростью 1 капля в 5 с, а при приближении к точке эквивалентности— со скоростью 1 капля в 10 с. Титрование проводят при скорости вращения мешалки 300 мин1. Титрование прекращают, когда стрелка микроамперметра установится на делении шкалы, значительно отличающемся от нуля, и продержится на этом делении в течение 30 с. Прибавление одной-двух капель реактива Фишера не должно менять положение стрелки микроамперметра и их объем в расчетах не учитывают.
