ASTM D4663 Bestimmung des hydrolysierbaren Chlorids von Isocyanaten aus Polyurethan-Rohstoffen

ASTM D4663 Bestimmung des hydrolysierbaren Chlorids von Isocyanaten aus Polyurethan-Rohstoffen

Die von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Prüfmethode ASTM D4663 zur Bestimmung des hydrolysierbaren Chloridgehalts von Isocyanaten in Polyurethan-Rohstoffen beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des hydrolysierbaren Chlorgehalts von Toluol-2,4-diisocyanat, Toluol-2,6-diisocyanat oder deren Gemischen. Diese Prüfmethode kann auch auf andere Isocyanate mit geeigneter Löslichkeit angewendet werden.

ASTM D4663 Bestimmung des hydrolysierbaren Chlorids von Isocyanaten aus Polyurethan-Rohstoffen

Die Hauptquellen für hydrolysierbares Chlor in Isocyanaten sind Carbamoylchlorid und gelöstes Phosgen. Beide Verbindungen reagieren mit Alkoholen und Wasser zu Harnstoffen, Carbamaten, Kohlendioxid und Salzsäure.

Das beschriebene Prüfverfahren ist möglicherweise auf rohe polymere Isocyanate anwendbar. Die Empfindlichkeit gegenüber rohen polymeren Isocyanaten ist jedoch noch nicht bestimmt. Es existiert keine entsprechende ISO-Norm.

Kurz gesagt, die Norm ASTM D4663 zur Bestimmung des hydrolysierbaren Chlorgehalts von Isocyanaten umfasst ein standardisiertes Prüfverfahren zur Ermittlung dieses Gehalts in Isocyanaten, die als Rohstoffe in der Polyurethanherstellung verwendet werden. Diese Norm findet breite Anwendung bei Chemieherstellern, Polyurethanproduzenten und Qualitätskontrolllaboren, um die Reinheit und Leistungsfähigkeit von Isocyanatmaterialien sicherzustellen.

Der Hauptzweck der Norm ASTM D4663 besteht darin, die Menge an hydrolysierbarem Chlor in Isocyanaten wie beispielsweise folgenden zu messen:

  • Toluol-2,4-diisocyanat (TDI)
  • Toluol-2,6-diisocyanat (TDI)
  • Gemische von TDI-Isomeren
  • Andere lösliche Isocyanate, auf die das Verfahren angewendet werden kann

Hydrolysierbares Chlor ist eine wichtige Verunreinigung, da es hauptsächlich aus folgenden Quellen stammt:

  • Carbamoylchlorid
  • Gelöste Phosgenreste aus der Isocyanatproduktion.

Diese Verbindungen reagieren leicht mit Feuchtigkeit und Alkoholen unter Bildung von Salzsäure und anderen Nebenprodukten, die die Chemie von Polyurethan beeinflussen können.

Selbst Spuren von hydrolysierbarem Chlor können die Polyurethanproduktion negativ beeinflussen:

  • Durch die Verringerung der Produktkonsistenz
  • Durch Änderung der Reaktionsgeschwindigkeiten
  • Durch Verursachung von Verfärbungen
  • Durch die Zunahme der Korrosion von Verarbeitungsanlagen
  • Durch die Verringerung der Haltbarkeit von fertigen Polyurethanprodukten

Da Polyurethansysteme sehr empfindlich auf die Reinheit der Rohstoffe reagieren, überwachen die Hersteller regelmäßig das Vorhandensein von hydrolysierbarem Chlor im Rahmen der Wareneingangskontrolle.

Die Norm ASTM D4663 basiert auf der chemischen Umwandlung von hydrolysierbarem Chlor in Chloridionen durch Hydrolyse. Im Allgemeinen umfasst dieses Prüfverfahren folgende Schritte:

  • Die Isocyanatprobe in einem geeigneten Lösungsmittel auflösen.
  • Zur Hydrolyse von chlorhaltigen Verbindungen.
  • Messung des produzierten Chlorids unter Verwendung der in der Norm spezifizierten Analyseverfahren.
  • Berechnung der Konzentration an hydrolysierbarem Chlor.
  • Der Messwert gibt reaktive Chlorverunreinigungen an, nicht das Gesamtchlor.

Diese Methode ist primär für folgende Materialien konzipiert:

  • Toluoldiisocyanate (TDI)
  • Kommerzielle TDI-Mischungen
  • Andere lösliche Isocyanate
  • In einigen Fällen werden rohe polymere Isocyanate verwendet (die Empfindlichkeit gegenüber diesen Stoffen ist jedoch noch nicht vollständig geklärt).

Die Norm ASTM D4663 wird typischerweise verwendet in:

  • Polyurethanschaumproduktion
  • Herstellung von flexiblem Schaumstoff
  • Hartschaum
  • Elastomerherstellung
  • Polyurethanbeschichtungen
  • Klebstoffherstellung
  • Herstellung von Dichtungsmaterialien.
  • Labore für chemische Qualitätssicherung

Viele Branchen orientieren sich an der Norm ASTM D4663. Dazu gehören unter anderem folgende Branchen:

  • Automobil
  • Bau
  • Möbel
  • Kühlung und Isolierung
  • Schuhe
  • Luftfahrt
  • Industrielle Beschichtungen
  • Kimyasal üretim

Diese Branchen benötigen Polyurethan mit gleichbleibenden Eigenschaften. Daher ist die Überprüfung der Rohmaterialqualität von entscheidender Bedeutung.

Die Norm ASTM D4663 spielt eine entscheidende Rolle bei der Qualitätskontrolle, indem sie Hersteller in folgenden Bereichen unterstützt:

  • Überprüfung der Reinheit der Rohstoffe
  • Erkennung von Produktionsverunreinigungen.
  • Wahrung der parteiübergreifenden Konsistenz
  • Verbesserung der Verarbeitungsstabilität von Polyurethan.
  • Reduzierung von Produktfehlern
  • Erfüllung der Kundenspezifikationen

Der Gehalt an hydrolysierbarem Chlor kann mit der Leistungsfähigkeit bestimmter Polyurethansysteme korreliert werden, wodurch der Test sowohl für die Forschung als auch für die routinemäßige Produktionskontrolle wertvoll ist.

Die Anwendung des ASTM-Standards D4663 bietet mehrere Vorteile:

  • Zuverlässige Messung reaktiver Chlorverunreinigungen.
  • Verbesserte Konsistenz des Polyurethanprodukts.
  • Bessere Produktionsprozesskontrolle.
  • Früherkennung kontaminierter Rohstoffe.
  • Verringertes Korrosionsrisiko der Anlagen.
  • Verbesserte Produkthaltbarkeit
  • Interlabor-Standardtests

Es gibt keine ISO-Norm, die ASTM D4663 entspricht. Jüngste Überarbeitungen dieser Norm zeigen jedoch, dass die Methode mit der in „ISO 15028 Kunststoffe – Aromatische Isocyanate, die bei der Herstellung von Polyurethan verwendet werden – Bestimmung von hydrolysierbarem Chlor“ übereinstimmt, sodass international tätige Organisationen kompatible Verfahren anwenden können.

Das beschriebene Prüfverfahren beinhaltet gefährliche Chemikalien, darunter reaktive Isocyanate und Laborreagenzien. Das Personal muss:

  • Die Arbeiten sollten in gut belüfteten Laboren oder in Abzügen durchgeführt werden.
  • Sie müssen geeignete persönliche Schutzausrüstung tragen.
  • Das Labor muss die Sicherheitsvorschriften für den Umgang mit Chemikalien einhalten.
  • Chemische Abfälle müssen gemäß den einschlägigen Vorschriften entsorgt werden.

Dieser Standard verpflichtet die Anwender, vor Beginn der Tests geeignete Sicherheits-, Gesundheits- und Umweltpraktiken festzulegen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Norm ASTM D4663 ein entscheidender Analysestandard zur Bestimmung des hydrolysierbaren Chlorgehalts von Polyurethanisocyanat-Rohstoffen ist. Durch die Identifizierung reaktiver Chlorverunreinigungen, die die Polyurethanchemie beeinträchtigen können, unterstützt diese Norm Hersteller bei der Sicherstellung der Rohstoffqualität, der Optimierung von Produktionsprozessen sowie der Gewährleistung der Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit von Polyurethanprodukten. Ihre breite Anwendung in der Polyurethanindustrie trägt zu einer einheitlichen Qualitätskontrolle, erhöhter Produktionssicherheit und der Einhaltung internationaler Prüfverfahren bei.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinem kompetenten und erfahrenen Team die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm ASTM D4663 an.

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