ASTM E595-15 Standardtestverfahren für den Gesamtmassenverlust durch Ausgasen und Ansammeln flüchtiger kondensierbarer Materialien im Vakuum

Der von der American Society for Testing and Materials (ASTM) veröffentlichte Standard „ASTM E595-15 Standardtestmethode für den Gesamtmassenverlust durch Ausgasen und Auffangen flüchtiger kondensierbarer Materialien im Vakuum“ beschreibt eine Screening-Technik zur Bestimmung des flüchtigen Gehalts von Materialien in einer Vakuumumgebung. Bei dieser Testmethode werden zwei Parameter gemessen: der gesamte Massenverlust und die gesammelten flüchtigen kondensierbaren Materialien. Ein zusätzlicher Parameter, die Menge des zurückgewonnenen Wasserdampfs, kann auch nach Abschluss der erforderlichen Expositionen und Messungen des Gesamtmassenverlusts und der gesammelten flüchtigen kondensierbaren Materialien ermittelt werden.

Dieses Prüfverfahren beschreibt die Prüfvorrichtung und die zugehörigen Arbeitsschritte zur Bestimmung des Massenverlusts von Werkstoffen, die 24 Stunden lang einer Temperatur von 125 °C und einem Druck unter 7 × 10⁻¹ Pa ausgesetzt waren ^. Der Gesamtmassenverlust wird in nicht kondensierbaren und kondensierbaren Massenverlust unterteilt. Letzterer ist dadurch gekennzeichnet, dass er sich bei einer Temperatur von 25 °C auf einem Kollektor kondensieren kann.

Sofern nicht anders angegeben, beträgt die Toleranz bei 25 und 125 Grad plus/minus 1 Grad und die Toleranz bei 23 Grad plus/minus 2 Grad. Die relative Luftfeuchtigkeitstoleranz beträgt plus/minus 5 Prozent.

Es können viele Arten organischer, polymerer und anorganischer Materialien getestet werden. Hierzu zählen Polymerfüllstoffe, Schäume, Elastomere, Folien, Bänder, Isolierungen, Schrumpfschläuche, Klebstoffe, Beschichtungen, Gewebe, Haltebänder und Schmiermittel. Materialien können im Lieferzustand getestet oder für Tests hinsichtlich verschiedener Aushärtungseigenschaften vorbereitet werden.

Bei dieser Testmethode handelt es sich in erster Linie um eine Screening-Technik für Materialien. Aufgrund von Unterschieden in der Konfiguration, den Temperaturen und der Materialverarbeitung ist sie möglicherweise nicht für die Berechnung der tatsächlichen Kontamination eines Systems oder einer Komponente geeignet.

Die Kriterien für die Annahme und Ablehnung von Materialien sollten vom Benutzer festgelegt werden und auf den spezifischen Komponenten- und Systemanforderungen basieren. In der Vergangenheit wurden 1,00 Prozent Gesamtmassenverlust und 0,10 Prozent gesammelte flüchtige kondensierbare Materialien als Filterniveaus für die Materialabweisung bei Raumfahrzeugen verwendet.

Die Verwendung von Materialien, die gemäß dieser Testmethode als akzeptabel gelten, garantiert nicht, dass das System oder die Komponente unverseucht bleibt. Daher sollten bei Bedarf anschließend Funktions-, Entwicklungs- und Leistungstests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Leistung des Materials zufriedenstellend ist.

Ziel dieser Norm ist es nicht, alle Sicherheitsbedenken, die mit ihrer Verwendung verbunden sind, zu berücksichtigen. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders dieser Norm, geeignete Sicherheits-, Gesundheits- und Umweltpraktiken festzulegen und vor der Verwendung die Anwendbarkeit gesetzlicher Beschränkungen zu ermitteln.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Gesammeltes flüchtiges kondensierbares Material ist die Menge an entgastem Material aus einer Testprobe, die in einem Kollektor kondensiert wird, der für einen bestimmten Zeitraum auf einer bestimmten konstanten Temperatur gehalten wird. Die gesammelten flüchtigen kondensierbaren Stoffe werden als Prozentsatz der ursprünglichen Probenmasse ausgedrückt und aus der Kondensatmasse berechnet, die sich aus der Differenz der Massen der Kollektorplatte vor und nach dem Test ergibt.
• Der Gesamtmassenverlust ist die Gesamtmasse des Materials, das als Gas aus einer Probe verloren geht, die für einen bestimmten Zeitraum bei einer bestimmten konstanten Temperatur und einem bestimmten Betriebsdruck gehalten wird. Der gesamte Massenverlust wird aus der vor und nach dem Test gemessenen Probenmasse berechnet und als Prozentsatz der ursprünglichen Probenmasse ausgedrückt.
• Der zurückgewonnene Wasserdampf ist die Masse an Wasserdampf, die von der Probe nach dem optionalen Aufbereitungsschritt zurückgewonnen wurde. Der zurückgewonnene Wasserdampf wird aus den Unterschieden in der Probenmasse berechnet, die nach der Prüfung auf Gesamtmassenverlust und gesammelte flüchtige kondensierbare Materialien und nach der Einwirkung einer Atmosphäre mit 23 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit bei 24 Grad für 50 Stunden ermittelt wurden. Der zurückgewonnene Wasserdampf wird als Prozentsatz der ursprünglichen Probenmasse ausgedrückt.

Dieses System für mikroflüchtige Kondensate wurde aus einem früheren System zur Bestimmung makroflüchtiger Kondensate entwickelt, das viel größere Proben und einen längeren Testzeitraum erforderte.

Die Testprobe wird gewogen und 24 Stunden lang in einem vorgeformten, entfetteten Behälter einer Temperatur von 23 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % ausgesetzt. Anschließend werden Behälter und Probe erneut gewogen und in eine der Probenkammern des Kupferheizstabs, der die Schale des Prüfgeräts bildet, eingesetzt. Der Kupferheizstab kann mehrere Proben gleichzeitig aufnehmen. Die Vakuumkammer, in der sich der Heizstab und die übrigen Teile des Prüfgeräts befinden, wird verschlossen und auf ein Vakuum von mindestens 7 × 10⁻³ ^Pa evakuiert . Mithilfe des Heizstabs wird die Temperatur der Probenkammer auf 125 °C erhöht. Dadurch strömt Dampf der erhitzten Probe durch eine Öffnung in der Probenkammer. Ein Teil des Dampfes gelangt in eine Auffangkammer, wo ein anderer Teil an einer zuvor gewogenen, verchromten Auffangplatte kondensiert. Diese Platte wird unabhängig temperiert und auf 25 °C gehalten. Jede Probenkammer verfügt über eine zugehörige Auffangkammer, die durch eine Trennwand voneinander abgetrennt ist, um Kreuzkontaminationen zu vermeiden. Nach 24 Stunden wird die Prüfvorrichtung abgekühlt und die Vakuumkammer mit einem trockenen Inertgas wieder unter Druck gesetzt. Probe und Auffangplatten werden gewogen. Aus diesen Ergebnissen und der vor der Vakuumbehandlung ermittelten Probenmasse werden der prozentuale Gesamtmasseverlust und der prozentuale Anteil des aufgefangenen flüchtigen kondensierbaren Materials bestimmt. Die angegebenen Werte stellen üblicherweise den Mittelwert der Prozentwerte aus drei Proben desselben Materials dar.

Nachdem die Probe gewogen wurde, um den gesamten Masseverlust zu ermitteln, kann der zurückgewonnene Wasserdampf auf Wunsch wie folgt bestimmt werden: Die Probe wird 23 Stunden bei 50 Grad Celsius und 24 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit gelagert, um die Aufnahme des Wasserdampfs zu ermöglichen. Nach dieser Einwirkung wird die Probenmasse bestimmt. Aus diesen Ergebnissen und der nach der Vakuumexposition ermittelten Probenmasse lässt sich der Prozentsatz des zurückgewonnenen Wasserdampfs ermitteln.

Unsere Organisation, die seit Jahren versucht, Unternehmen aus allen Branchen mit einer breiten Palette von Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien zu unterstützen, verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen in der Welt der Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. In diesem Zusammenhang werden Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ASTM E595-15 Standardprüfmethode für den Gesamtmassenverlust aus Gasabgasen in einer Vakuumumgebung und gesammelten flüchtigen kondensierbaren Materialien“ angeboten.