روش آزمون استاندارد ASTM D5630-22 برای تعیین میزان خاکستر در پلاستیک‌ها

روش آزمون استاندارد ASTM D5630-22 برای تعیین میزان خاکستر در پلاستیک‌ها

استاندارد «ASTM D5630-22 روش آزمون استاندارد برای محتوای خاکستر در پلاستیک‌ها» که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) منتشر شده است، یک روش آزمون توسعه‌یافته برای تعیین محتوای معدنی پلاستیک‌ها با استفاده از روش‌های مخرب خاکسترسازی را شرح می‌دهد. میزان خاکستر ۰.۰۱ درصد یا بیشتر تحت پوشش این روش آزمایش قرار می‌گیرد. این روش‌های خاکسترسازی فقط برای اندازه‌گیری جامدات باقیمانده در پلیمر استفاده می‌شوند و نمی‌توان از آنها برای شناسایی کیفی اجزای شیمیایی منفرد خاکستر استفاده کرد.

روش آزمون استاندارد ASTM D5630-22 برای تعیین میزان خاکستر در پلاستیک‌ها

این روش آزمایش محدود به موادی (از جمله شیشه) است که تا دمای 900 درجه پایدار هستند. برای نمونه‌های ناشناخته و زمانی که ذوب شدن بخش‌های معدنی ممکن است نگران‌کننده باشد، «روش آزمایش استاندارد ASTM D2584-18 برای افت ناشی از احتراق رزین‌های تقویت‌شده سخت‌شده» توصیه می‌شود.

پلیمرهای فلوئوردار و پلیمرهای حاوی اجزای هالوژنه در این روشها گنجانده نمی شوند.

این استاندارد شامل دو روش برای تعیین باقیمانده‌های معدنی در پلاستیک‌ها است:

  • روش الف: تکنیک کوره مافل: این تکنیک برای نمونه‌های بین ۵ تا ۵۰ گرم استفاده می‌شود. نمونه‌ها قبل از اینکه در یک کوره‌ی مافل به خاکستر تبدیل شوند، روی یک مشعل شعله‌ور می‌شوند.
  • روش ب: تکنیک کوره خاکسترسازی سریع: این تکنیک برای نمونه‌های ۲ تا ۱۰ گرمی استفاده می‌شود. نمونه‌ها در کوره‌ی مافل سوزانده شده و به خاکستر تبدیل می‌شوند.

برای تعیین کارآمدتر خاکستر، نمونه پلاستیک باید به شکل پودر یا گلوله باشد. این روش آزمایش نتایج ثابتی از محتوای پرکننده برای یک پرکننده خاص در یک رزین مشخص ارائه می‌دهد. با این حال، این روش ممکن است در همه موارد محتوای پرکننده مطلق را ارائه ندهد. این شامل پلیمرهای پر شده با کربنات کلسیم، نانورس و کربن سیاه می‌شود. روش B معادل روش A است که در استاندارد "ISO 3451/1 Plastics - تعیین خاکستر - قسمت 1: روش‌های عمومی" شرح داده شده است.

برای اهداف این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف ارائه شده در «اصطلاحات استاندارد ASTM D883-22 برای پلاستیک‌ها» و «اصطلاحات استاندارد ASTM D1600-18 برای اصطلاحات اختصاری پلاستیک‌ها» معتبر هستند.

این روش آزمایش بر اساس کاهش وزنی است که هنگام سوختن یک نمونه پلاستیکی برای اکسید شدن تمام مواد آلی آن رخ می‌دهد. باقیمانده‌های معدنی حاصل از خاکستر شدن پلاستیک می‌توانند شامل مواد ضد بلوکه شدن، پرکننده‌ها، تقویت‌کننده‌ها، باقیمانده‌های کاتالیزور، رنگ‌دهنده‌ها و موارد مشابه باشند. مقادیر کمی هر یک از متغیرهای مهم در فرآیند تولید هستند.

در طول آزمایش‌ها، ارتفاع شعله بیش از ۲.۵ سانتی‌متر از مشعل احتمالاً باعث از بین رفتن ذرات ریز می‌شود. علاوه بر این، حجم زیاد نمونه ممکن است باعث ایجاد محصولات پیرولیز شود که ممکن است بر بازیابی خاکستر تأثیر بگذارد. برای جلوگیری از اکسید شدن و سوختن سریع نمونه، درهای کوره باید در طول دوره احتراق بسته باشند. در همین حال، لازم است اطمینان حاصل شود که تمام بوته‌ها قبل از توزین تا دمای محیط خنک شده‌اند.

تجهیزات اصلی مورد استفاده در این آزمایش ها عبارتند از:

  • ترازویی که بتواند نمونه را با دقت 0,0001 گرم وزن کند. ترازو باید به صورت دوره‌ای بررسی شود تا از دقت آن اطمینان حاصل شود.
  • بوته‌های چینی، پلاتینی یا الیاف کوارتزی با اندازه کافی و بی‌اثر نسبت به ماده مورد آزمایش. بوته الیاف کوارتز فقط در روش ب استفاده می‌شود.
  • کوره مافل با گرمایش مقاومت الکتریکی یا گرمایش مایکروویو، که می‌تواند دمای ۹۰۰ درجه سانتیگراد (به علاوه/منهای ۲۵ درجه) را حفظ کند. اگر از کوره الکتریکی استفاده می‌شود، باید آن را درون یک هود با تهویه مناسب قرار داد. در صورت استفاده از اجاق مایکروویو، باید آن را داخل یا کنار هود قرار داد و لوله اگزوز آن از طریق کانال به هود یا جو منتقل شود تا از استنشاق محصولات جانبی احتراق جلوگیری شود. یک اجاق مایکروویو که بتواند جریان هوای 900 متر مکعب در دقیقه را از طریق حفره مایکروویو جابجا کند، توصیه می‌شود.
  • چیلر: یک مثلث نیکروم روی یک قیف پلی‌پروپیلن متصل به یک منبع هوای فشرده خشک یا معادل آن قرار می‌گیرد (نیکروم آلیاژی از نیکل و کروم با مقادیر کمی سیلیکون، منگنز و آهن است). جریان هوا را با یک کنتور مرطوب یا کنتور حبابی کالیبره کنید تا سرعت جریان تقریباً 30 لیتر در دقیقه به دست آید.
  • مشعل
  • دسیکاتور

برای نایلون و مواد جاذب رطوبت مشابه، نمونه‌ها قبل از آزمایش تا رسیدن به وزن ثابت خشک می‌شوند.

در طول آماده‌سازی بوته، بوته‌های چینی یا پلاتینی با آب شیر و یک ماده شوینده ساینده تمیز می‌شوند. لازم است اطمینان حاصل شود که بقایای پخته شده به طور کامل از بوته ها خارج می شوند. بوته‌های فیبر کوارتز محصولات یکبار مصرف هستند و نیازی به تمیز کردن ندارند. بوته‌های تمیز به مدت ۵ دقیقه در دمای عملیاتی تعیین‌شده در کوره مافل پخته می‌شوند تا هرگونه باقیمانده در بوته‌ها سوزانده شود. پس از پخت بوته‌ها، آنها را در دسیکاتور قرار می‌دهند تا به مدت 5 تا 20 دقیقه (بوته‌های چینی یا پلاتینی) یا 30 دقیقه (بوته‌های الیاف کوارتز) خنک شوند.

درصد خاکستر و جرم در نمونه آنالیز طبق فرمول ارائه شده در استاندارد محاسبه می‌شود.

سازمان ما دارای کارکنان قوی است که از نزدیک تحولات حوزه علم و فناوری در سراسر جهان را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در میان مطالعات متعدد آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی ارائه شده برای مشاغل در بخش‌های مختلف، خدمات آزمایشی مطابق با استاندارد "ASTM D5630-22 Standard test method for Ash content in plastics" نیز وجود دارد.

واتساپ