ISO 11358 Plastics - Thermogravimetry (TG) پلیمرها

ISO 11358 Plastics - Thermogravimetry (TG) پلیمرها

استاندارد «ISO 11358 Plastics - Thermogravimetry (TG) of Polymers» که توسط سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) تدوین شده است، اساساً شامل سه بخش زیر است که تحت همین عنوان منتشر شده‌اند:

ISO 11358 Plastics - Thermogravimetry (TG) پلیمرها

  • بخش «ایزو ۱۱۳۵۸-۱» استاندارد «1: اصول کلی» شرایط کلی برای تجزیه و تحلیل پلیمرها با استفاده از روش‌های گرماوزن‌سنجی را شرح می‌دهد. این استاندارد برای مایعات یا جامدات معتبر است. مواد جامد می‌توانند به شکل گلوله، گرانول یا پودر باشند. اشکال تولید شده که به اندازه نمونه مناسب کاهش یافته‌اند نیز می‌توانند با این روش تجزیه و تحلیل شوند. این استاندارد روش‌هایی را برای بررسی اثرات فیزیکی و واکنش‌های شیمیایی مرتبط با تغییرات جرم مشخص می‌کند. علاوه بر این، این استاندارد برای تعیین دما و سرعت تجزیه پلیمرها و اندازه‌گیری مقدار مواد فرار، افزودنی‌ها و پرکننده‌های موجود در آنها استفاده می‌شود. همچنین، این استاندارد برای اندازه‌گیری‌ها در حالت پویا (دما یا زمان مطابق با تغییر جرم در شرایط دمایی برنامه‌ریزی شده) یا حالت ایزوترمال (زمان مطابق با تغییر جرم در دمای ثابت) معتبر است. این استاندارد برای اندازه‌گیری‌ها در اتمسفرهای آزمایشی مختلف، مانند جداسازی تجزیه از تخریب اکسیداتیو در یک اتمسفر بی‌اثر، معتبر است.

برای اهداف این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف زیر اعمال می شود:

    • تعیین تغییر جرم دینامیکی، تکنیکی است که در آن تغییر جرم یک نمونه آزمایشی با دما، همزمان با تغییر آن با نرخ برنامه‌ریزی‌شده، ثبت می‌شود.
    • تعیین تغییر جرم ایزوترمال روشی برای ثبت تغییر جرم یک نمونه آزمایشی با گذشت زمان در دمای ثابت است.
    • دمای کوری به دمایی اشاره دارد که در آن یک ماده فرومغناطیس از حالت فرومغناطیس به حالت پارامغناطیس یا برعکس تغییر حالت می‌دهد.

یک نمونه آزمایشی با سرعت‌های مشخص توسط یک برنامه دمایی کنترل‌شده گرم می‌شود و تغییر جرم به عنوان تابعی از دما اندازه‌گیری می‌شود (تعیین تغییر جرم دینامیکی). روش دیگر این است که نمونه در یک دمای ثابت نگه داشته می‌شود و تغییر جرم به عنوان تابعی از زمان در یک دوره مشخص اندازه‌گیری می‌شود (تعیین تغییر جرم ایزوترمال).

در طول اندازه‌گیری، نمونه آزمایش در یک اتمسفر خنثی، اکسیدکننده یا در غیر این صورت واکنش‌پذیر کنترل‌شده نگهداری می‌شود. به طور کلی، واکنش‌هایی که باعث تغییر جرم یک نمونه آزمایشی می‌شوند، واکنش‌های تجزیه یا اکسیداسیون یا تبخیر یک جزء هستند. در برخی موارد، اندازه‌گیری‌ها با گازهای واکنش ویژه نیز می‌توانند انجام شوند.

تغییر جرم در مقابل دما یا زمان به صورت منحنی ترموگراویمتری (TG) ثبت می‌شود. تغییر جرم یک ماده با دما و میزان این تغییر، شاخص‌هایی از پایداری حرارتی ماده هستند. بنابراین، داده‌های ترموگراویمتری می‌توانند برای ارزیابی پایداری حرارتی نسبی پلیمرها در یک خانواده کلی و برهمکنش‌های پلیمر-پلیمر یا پلیمر-افزودنی با استفاده از اندازه‌گیری‌های انجام شده تحت شرایط آزمایش یکسان، مورد استفاده قرار گیرند.

  • استاندارد «ISO 11358-2 بخش 2: تعیین انرژی فعال‌سازی» روش آزمایشی را شرح می‌دهد که برای تعیین انرژی فعال‌سازی در فرمول آرنیوس برای جداسازی پلیمرها با استفاده از تکنیک گرماوزن‌سنجی استفاده می‌شود. این روش فقط در صورتی قابل اجرا است که واکنش با یک مکانیسم واحد پیش برود. این روش را می‌توان برای واکنش‌های چند مرحله‌ای به کار برد، اگر واکنش شامل مراحل تک مرحله‌ای کاملاً مجزا باشد.

برای اهداف این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف زیر اعمال می شود:

    • فرمول آرنیوس فرمولی است که وابستگی ثابت سرعت یک واکنش به دما را نشان می‌دهد.
    • انرژی فعال‌سازی، انرژی بالاتر از حالت پایه است که باید به یک سیستم اتمی یا مولکولی اضافه شود تا امکان وقوع یک فرآیند خاص فراهم شود.
    • درجه تبدیل به مقدار محصول موجود در زمان و دمای معین در طول واکنش در مقایسه با مقدار نهایی محصولات اشاره دارد.

نمونه‌های آزمایشی با چندین نرخ گرمایش مختلف گرم می‌شوند و تغییر جرم به عنوان تابعی از دما اندازه‌گیری می‌شود. برای هر نرخ گرمایش، دماهای مربوط به درجات تبدیل داده شده تعیین می‌شوند. برای یک درجه تبدیل معین، لگاریتم نرخ گرمایش در مقابل معکوس دمای مطلق رسم می‌شود و انرژی فعال‌سازی از شیب خط بدست آمده محاسبه می‌گردد.

  • در استاندارد «ISO 11358-3 بخش 3: تعیین انرژی فعال‌سازی با استفاده از نمودار اوزاوا-فریدمن و تحلیل سینتیک واکنش»، یک روش تحلیلی برای تعیین انرژی فعال‌سازی با استفاده از نمودار اوزاوا-فریدمن توضیح داده شده است. علاوه بر این، این استاندارد تهیه نمودارهای اصلی برای تأیید سینتیک واکنش تعیین شده توسط ترموگراویمتری را مشخص می‌کند. نمودار اوزاوا-فریدمن (لگاریتم نرخ اتلاف جرم در یک اتلاف جرم معین ضربدر معکوس دمای مطلق) یک روش مشتق‌گیری در تحلیل حرارتی است که می‌تواند برای داده‌های به‌دست‌آمده با هر حالت تغییر دما اعمال شود. برای مثال، ایزوترمال، نرخ گرمایش ثابت، آنالیز حرارتی کنترل‌شده با نمونه، پرش دما و جاروب مکرر دما.

فرمول‌های تبدیل، زمان تعمیم‌یافته و نسبت تبدیل تعمیم‌یافته که برای اهداف این استاندارد استفاده می‌شوند، در استاندارد ارائه شده‌اند. علاوه بر این، مفهوم منحنی اصلی به نموداری اشاره دارد که می‌تواند برای ارزیابی نتایج و بررسی مدل‌های سینتیکی واکنش مورد استفاده قرار گیرد. نمونه‌هایی از منحنی‌های اصلی شامل زمان تعمیم‌یافته در مقابل تبدیل، نرخ تبدیل تعمیم‌یافته در مقابل تبدیل و نرخ تبدیل تعمیم‌یافته در مقابل زمان است.

نمونه‌های آزمایش با استفاده از هر پروفیل دمایی گرم می‌شوند و تغییر جرم به عنوان تابعی از دما و زمان اندازه‌گیری می‌شود. برای یک تبدیل معین، لگاریتم سرعت تبدیل با معکوس دمای مطلق مقایسه می‌شود و انرژی فعال‌سازی از شیب خط مستقیم برازش شده با داده‌های به‌دست‌آمده محاسبه می‌گردد. حداقل دو منحنی اصلی، اعتبارسنجی تحلیل سینتیک واکنش را ارائه می‌دهند.

سازمان ما که سال‌هاست با طیف گسترده‌ای از مطالعات آزمایش، اندازه‌گیری، تحلیل و ارزیابی که انجام می‌دهد، سعی در حمایت از کسب‌وکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در حوزه علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در این زمینه، خدمات آزمایش نیز مطابق با استاندارد «ISO 11358 Plastics - Thermogravimetry (TG) of polymers» به مشاغل ارائه می‌شود.

واتساپ