ISO 15512 Plast - Bestemmelse af vandindhold

ISO 15512 Plast - Bestemmelse af vandindhold, udgivet af Den Internationale Standardiseringsorganisation (ISO), beskriver metoder til bestemmelse af vandindholdet i plast i pulver-, granulat- og færdigvareform. Disse metoder tester ikke vandabsorptionen (kinetisk og ligevægts) af plast målt i henhold til ISO 62-standarden.

Metode A er egnet til bestemmelse af vandindhold helt ned til 0,1 % med en nøjagtighed på 0,1 %. Metode B og C er egnede til bestemmelse af vandindhold helt ned til 0,01 % med en nøjagtighed på 0,01 %. Metode D er egnet til bestemmelse af vandindhold helt ned til 0,01 % med en nøjagtighed på 0,01 %. Metode E er egnet til bestemmelse af vandindhold helt ned til 0,001 % med en nøjagtighed på 0,001 %. De angivne nøjagtigheder er detektionsgrænser afhængigt af den maksimalt mulige prøvemasse. Vandindhold udtrykkes som en procentdel af vand efter masse.

Metode D er egnet til polyamid (PA), polycarbonat (PC), polypropylen (PP), polyethylen (PE), epoxyharpiks, polyethylenterephthalat (PET), polyester, polytetrafluorethylen (PTFE), polyvinylchlorid (PVC), polylactid (PLA) og polyamidimid (PAI). Det anbefales ikke, især ikke til prøver, der kan frigive ammoniak. Metode A, B, C og E er generelt egnede til alle plasttyper og fugtighedsniveauer.

Vandindhold er en vigtig parameter for forarbejdning af materialer og forventes at forblive under det niveau, der er angivet i den relevante materialestandard.

Seks alternative metoder er defineret i denne standard:

• Metode A er en ekstraktionsmetode med vandfri methanol, efterfulgt af en Karl Fischer-titrering af det ekstraherede vand. Denne metode kan bruges til alle plasttyper og er egnet til granuler mindre end 4 mm x 4 mm x 3 mm. Den kan også bruges til præpolymermaterialer i pulverform, der er uopløselige i methanol, for eksempel.
• Metode B1 er en fordampningsmetode, der bruger en rørovn. Vandet i testprøven fordampes og overføres til en titreringscelle med tør luft eller nitrogenbæregas, hvorefter det opsamlede vand underkastes coulometrisk bestemmelse via Karl Fischer-titrering eller en fugtighedssensor. Den kan bruges til alle plasttyper og er egnet til granuler mindre end 4 mm x 4 mm x 3 mm.
• Metode B2 er en fordampningsmetode, der udføres med en opvarmet prøvekolbe. Vandet i testprøven fordampes og overføres til en titreringscelle med tør luft eller nitrogenbæregas, hvorefter det opsamlede vand gennemgår Karl Fischer-titrering. Den kan bruges til alle plasttyper og er egnet til granuler mindre end 4 mm x 4 mm x 3 mm.
• Metode C er en manometrisk metode. Vandindholdet bestemmes ud fra trykstigningen som følge af fordampning af vand under vakuum. Denne metode er ikke egnet til plastprøver, der indeholder andre flygtige forbindelser end vand i mængder, der bidrager væsentligt til damptrykket ved stuetemperatur. Tilstedeværelsen af ​​store mængder flygtige forbindelser bør kontrolleres regelmæssigt, for eksempel ved gaskromatografi. Sådanne kontroller er især nødvendige for nye typer eller kvaliteter af materialer.
• Metode D er en termocoulometrisk metode, der bruger en difosforpentoxidcelle til detektion af fordampet vand. Vand i testprøven fordampes og transporteres til sensorcellen ved hjælp af tør luft eller nitrogenbærergas, hvorefter coulometrisk bestemmelse af det opsamlede vand udføres. Denne metode kan ikke anvendes på plastprøver, der indeholder andre flygtige forbindelser end vand i mængder, der bidrager væsentligt til damptrykket ved stuetemperatur. Dette er især relevant for flygtige komponenter, der kan reagere med den sure belægning på difosforpentoxidsensoren, såsom ammoniak eller enhver type amin. Tilstedeværelsen af ​​store mængder flygtige forbindelser bør kontrolleres med jævne mellemrum. Sådanne kontroller er især nødvendige for nye typer eller kvaliteter af materialer.
• Metode E er en calciumhydrid-baseret metode. Vandindholdet i prøven fordamper på grund af en kombination af vakuum og opvarmning. Det fordampede vand reagerer med calciumhydrid og danner molekylært hydrogen og calciumhydroxid. Hydrogenet forårsager en trykstigning i vakuumet proportionalt med mængden af ​​vand, der fordamper. Flygtige komponenter, der ikke reagerer med calciumhydrid, kondenserer i en kølefælde og påvirker ikke målingen.

Interlaboratoriesammenligneligheden ved bestemmelse af vandindholdet i plast er generelt lav. Hovedårsagerne til dette er forskelle i prøveemballage, prøvebehandling samt udstyr og indstillinger. Prøver bør f.eks. pakkes i specielle glasbeholdere eller forseglede poser med en vandbarriere. Prøvebehandling bør fortrinsvis udføres i tørt nitrogen eller luft. For at øge repeterbarheden og reproducerbarheden er det hensigten, at proceduren beskrevet i dette dokument følges nøje.

Temperaturindstillinger for fordampningsmetoden er ikke specificeret i denne standard. For den manometriske metode anvendes generelt en temperatur på 200 grader. Dette kan dog være for højt for nogle kondensmaterialer og kan føre til vanddannelse, for eksempel på grund af kondensationsreaktionen.

Opvarmningstemperaturen bør optimeres afhængigt af det materiale, der testes, det anvendte udstyr og de praktiske forhold. Hvis temperaturen er for lav, vil den samlede mængde vand i det testede materiale ikke fordampe fuldstændigt, mens meget høje temperaturer vil forårsage vanddannelse på grund af effekter som nedbrydning og kondensationsreaktioner.

Denne standard indeholder en procedure til optimering af opvarmningstemperatur for at vælge den korrekte temperatur til bestemmelse af vandindhold og for at forbedre sammenligneligheden mellem laboratorier.

Selv små mængder vand i plastmaterialer kan forårsage betydelige problemer under processer som sprøjtestøbning eller ekstrudering. For meget fugt kan føre til hydrolyse (kemisk nedbrydning), hvilket resulterer i defekter såsom bobler, hulrum, spredningsmærker, reduceret mekanisk styrke, dimensionel ustabilitet og accelereret forringelse. Fugtkontrol er afgørende for kvalitetssikring i industrier som bilindustrien, emballage, elektronik og byggeri.

Kort sagt sikrer ISO 15512-standarden ensartede og reproducerbare resultater mellem laboratorier og producenter. Den understøtter overholdelse af materialeegenskaber, hvor vandindholdet skal forblive under definerede tærskler for sikker forarbejdning. Den er blevet vedtaget som en national standard i mange lande og anvendes i vid udstrækning til termoplast, termohærdende plast, film og ark. Denne standard spiller en afgørende rolle i at opretholde integriteten og ydeevnen af ​​plastprodukter verden over.

I mange år har vores organisation, med sit kompetente og erfarne personale, forstået sine kunders behov, leveret de avancerede testtjenester, de har brug for, og hjulpet med etablering, implementering og forbedring af ledelsessystemer. Inden for denne ramme leverer vi også testtjenester til virksomheder i overensstemmelse med standarden "ISO 15512 Plast - Bestemmelse af vandindhold".