اختبار البلاستيك وفقًا للمعيار DIN 53715 - تحديد محتوى الماء بطريقة المعايرة وفقًا لكارل فيشر

اختبار البلاستيك وفقًا للمعيار DIN 53715 - تحديد محتوى الماء بطريقة المعايرة وفقًا لكارل فيشر

يصف المعيار "DIN 53715 اختبار البلاستيك - تحديد محتوى الماء بطريقة المعايرة وفقًا لكارل فيشر"، الصادر عن المعهد الألماني للتوحيد القياسي (DIN)، طريقة تحديد محتوى الماء (الرطوبة) في البلاستيك (البوليمرات) ومنتجاته النهائية. وتعتمد هذه الطريقة على تقنية معايرة كارل فيشر، وهي طريقة كيميائية دقيقة للغاية لقياس كميات ضئيلة من الماء.

اختبار البلاستيك وفقًا للمعيار DIN 53715 - تحديد محتوى الماء بطريقة المعايرة وفقًا لكارل فيشر

تتأثر العديد من أنواع البلاستيك (مثل البولي أميدات، والبولي كربونات، والبوليستر، والبولي بروبيلين) بالرطوبة. ويمكن أن يتسبب الماء الزائد في:

  • أثناء المعالجة (على سبيل المثال، قولبة الحقن أو البثق)، يؤدي التحلل المائي إلى انقطاع السلسلة وانخفاض في الخصائص الميكانيكية.
  • عيوب في الأجزاء المصبوبة مثل الفقاعات أو الانتشار أو عيوب السطح.
  • قياسات غير صحيحة للوزن أو الحجم أثناء مراقبة الجودة.

يُعدّ تحديد نسبة الرطوبة بدقة أمرًا بالغ الأهمية لتجفيف المواد قبل المعالجة، وضمان الجودة، والامتثال لبيانات المواصفات الفنية. بالنسبة لمواد مثل البولي بروبيلين (PP)، والبولي أميد 66/نايلون 66 (PA66)، والبولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)، والبولي ميثيل ميثاكريلات/أكريليك (PMMA)، تُذكر قيم الرطوبة عادةً في بيانات المواصفات الفنية وفقًا لمعيار DIN 53715.

معايرة كارل فيشر هي تقنية حجمية أو كولومترية تعتمد على تفاعل بنسن المعدل للماء:

  • يتفاعل الكاشف بشكل انتقائي مع الماء.
  • يتم تحديد نقطة النهاية كيميائياً كهربائياً أو بصرياً.
  • يمكنه قياس حجم الماء بدقة عالية، من مستويات جزء في المليون إلى عدة نقاط مئوية.

تحدد طريقة DIN 53715 القياسية تحضير العينة، وإجراءات المعايرة، والكواشف، والمعدات، والحسابات الخاصة بالبلاستيك بأشكال مختلفة (الحبيبات، والمسحوق، والأجزاء النهائية).

على الرغم من إلغاء معيار DIN 53715، لا تزال طريقة كارل فيشر مستخدمة على نطاق واسع في صناعة البلاستيك. وقد تم استبدال هذا المعيار أو مواءمته إلى حد كبير مع المعايير الدولية التالية:

  • ISO 15512 البلاستيك - تحديد محتوى الماء (المعادل الحديث لمعيار DIN 53715)
  • طريقة كارل فيشر العامة ISO 760
  • ASTM D6980 أو ما شابه (الرطوبة في البلاستيك)

لا تزال العديد من مختبرات الاختبار تقبل أو تقدم اختبارات وفقًا لمعيار DIN 53715 للمواصفات القديمة.

التطبيقات النموذجية هي كما يلي:

  • فحص المواد الخام الواردة (الراتنجات، المركبات)
  • مراقبة جودة المواد البلاستيكية الهندسية المسترطبة (مثل النايلون/البولي أميد)
  • التحقق من عمليات التجفيف (المجففات، مزيلات الرطوبة)
  • تحليل أعطال الأجزاء المصبوبة (العيوب المتعلقة بالرطوبة)
  • التحقق من ورقة بيانات المواد

باختصار، يصف معيار DIN 53715 طريقة لتحديد محتوى الماء في البلاستيك باستخدام تقنية معايرة كارل فيشر عالية الحساسية. يُعد محتوى الرطوبة عاملاً حاسماً في المواد البوليمرية، إذ يمكن حتى لكميات صغيرة من الماء أن تؤثر بشكل كبير على خصائص التصنيع وأداء المنتج النهائي.

أغراض هذا المعيار هي:

  • توفير طريقة دقيقة وقابلة للتكرار لقياس كميات ضئيلة من الماء في المواد البلاستيكية.
  • لدعم مراقبة الجودة أثناء إنتاج المواد ومعالجتها.
  • لمنع حدوث عيوب مثل الفقاعات والفراغات والتلف الناتج عن الرطوبة.
  • ضمان الاتساق في المواد المستخدمة في التطبيقات الحساسة مثل المكونات الإلكترونية ومكونات السيارات.

يعتمد معيار DIN 53715 على معايرة كارل فيشر، وهي طريقة كيميائية مصممة خصيصًا لقياس محتوى الماء. وتعمل هذه الطريقة على النحو التالي: يتفاعل الماء الموجود في العينة مع اليود وثاني أكسيد الكبريت وقاعدة في مذيب مناسب (عادةً الميثانول). التفاعل ستوكيومتري، أي أن كمية اليود المستهلكة تتناسب طرديًا مع كمية الماء الموجودة.

يتم استخدام نهجين شائعين مع هذه الطريقة:

  • معايرة كارل فيشر الحجمية: مناسبة لمحتوى الرطوبة العالي (عادة ما لا يقل عن 0,1٪).
  • معايرة كارل فيشر الكولومترية: مثالية لمستويات الرطوبة المنخفضة جدًا (نطاق جزء في المليون)

عادةً ما تتبع الإجراءات الموضحة في معيار DIN 53715 الخطوات التالية:

  • تحضير العينات: تُقسّم عينات البلاستيك إلى أجزاء دقيقة (حبيبات، مساحيق، أو قطع صغيرة). ويتم تجنب اكتساب الرطوبة أو فقدانها أثناء المعالجة.
  • استخلاص الماء: يتم استخلاص الماء من البلاستيك على النحو التالي:
    • الذوبان المباشر (إذا كان البوليمر قابلاً للذوبان)
    • الاستخلاص الحراري (طريقة الفرن)، حيث يتم تبخير الماء ونقله إلى خلية المعايرة.
  • المعايرة: يُفاعل الماء المستخلص مع كاشف كارل فيشر. وتُحدد نقطة النهاية كما يلي:
    • بصرياً (وهو أمر نادر هذه الأيام)
    • كيميائياً كهربائياً (أنظمة آلية حديثة)
  • الحساب: يتم حساب محتوى الماء كنسبة مئوية أو أجزاء في المليون (ppm).

يُستخدم معيار DIN 53715 بشكل شائع لتحديد نسبة الرطوبة في المجالات التالية:

  • المواد البلاستيكية الحرارية (مثل البولي أميد، والبولي إيثيلين تيريفثالات، والبولي كربونات)
  • البلاستيك الهندسي المستخدم في صناعة السيارات والإلكترونيات.
  • حبيبات البوليمر الخام قبل المعالجة
  • قطع بلاستيكية نهائية تتطلب تحكماً دقيقاً في الرطوبة.

يمكن أن يكون للرطوبة آثار خطيرة على المواد البلاستيكية:

  • التحلل المائي (يقلل الوزن الجزيئي) أثناء المعالجة
  • عيوب السطح (فقاعات، خطوط، تبييض)
  • انخفاض القوة الميكانيكية
  • تدهور الخصائص الكهربائية

باستخدام معيار DIN 53715، يقدم المصنعون ما يلي:

  • ظروف المعالجة المثلى (مثل التجفيف المناسب)
  • تحسين جودة المنتج ومتانته.
  • تقليل النفايات الناتجة عن الإنتاج والمنتجات المرفوضة.

تتمثل المزايا الرئيسية لطريقة كارل فيشر فيما يلي:

  • دقة عالية ووضوح فائق (يصل إلى مستويات جزء في المليون)
  • انتقائي تجاه الماء (أقل قدر من التداخل)
  • مناسب لمجموعة واسعة من المواد البلاستيكية.
  • متوافق مع أنظمة المختبرات الآلية.

يتوافق معيار DIN 53715 مع المعايير الدولية المماثلة، بما في ذلك:

  • ISO 15512 تحديد محتوى الماء في المواد البلاستيكية.
  • طريقة كارل فيشر الكولومترية للبلاستيك ASTM D6869

تشترك هذه المعايير في نفس المبدأ الأساسي، ولكنها قد تختلف قليلاً في الإجراءات والتقارير.

ختامًا، يوفر معيار DIN 53715 إجراءً موحدًا لمعايرة كارل فيشر لقياس الرطوبة في البلاستيك بدقة. ورغم توقف العمل به، إلا أن مبادئه لا تزال أساسية في معالجة البوليمرات ومراقبة الجودة. وفي العمل الحالي، غالبًا ما تعتمد المختبرات على معيار ISO 15512، كما أن العديد من مواصفات المواد القديمة لا تزال تشير إليه.

على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي تتطلبها، ومساعدتهم في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار DIN 53715.

واتس اب