ISO 15512 Пластмассы - Определение содержания воды

Стандарт ISO 15512 «Пластмассы — определение содержания воды», опубликованный Международной организацией по стандартизации (ISO), описывает методы определения содержания воды в пластмассах в порошкообразной, гранулированной и готовой формах. Эти методы не проверяют водопоглощение (кинетическое и равновесное) пластмасс, измеряемое в соответствии со стандартом ISO 62.

Метод А подходит для определения содержания воды до 0,1% с точностью 0,1%. Методы B и C подходят для определения содержания воды до 0,01% с точностью 0,01%. Метод D подходит для определения содержания воды до 0,01% с точностью 0,01%. Метод E подходит для определения содержания воды до 0,001% с точностью 0,001%. Указанные значения точности являются пределами обнаружения, зависящими от максимально возможной массы образца. Содержание воды выражено в процентах от массы воды.

Метод D подходит для полиамида (ПА), поликарбоната (ПК), полипропилена (ПП), полиэтилена (ПЭ), эпоксидной смолы, полиэтилентерефталата (ПЭТ), полиэстера, политетрафторэтилена (ПТФЭ), поливинилхлорида (ПВХ), полилактида (ПЛА) и полиамидимида (ПАИ). Он не рекомендуется, особенно для образцов, которые могут выделять аммиак. Методы A, B, C и E, как правило, подходят для всех типов пластика и уровней влажности.

Содержание воды является важным параметром для обрабатываемых материалов и, как ожидается, должно оставаться ниже уровня, указанного в соответствующем стандарте на материал.

В данном стандарте определены шесть альтернативных методов:

• Метод А представляет собой метод экстракции с использованием безводного метанола с последующим титрованием экстрагированной воды по Карлу Фишеру. Этот метод может быть использован для всех видов пластмасс и подходит для гранул размером менее 4 мм х 4 мм х 3 мм. Он также может быть использован для предполимерных материалов в порошкообразной форме, нерастворимых, например, в метаноле.
• Метод B1 представляет собой метод испарения с использованием трубчатой ​​печи. Вода в исследуемом образце испаряется и переносится в титрационную ячейку с сухим воздухом или азотом в качестве газа-носителя, после чего собранная вода подвергается кулонометрическому определению методом титрования по Карлу Фишеру или с помощью датчика влажности. Этот метод может быть использован для всех видов пластмасс и подходит для гранул размером менее 4 мм х 4 мм х 3 мм.
• Метод B2 представляет собой метод испарения, выполняемый с использованием нагретой колбы для образца. Вода в исследуемом образце испаряется и переносится в титрационную ячейку с сухим воздухом или азотом в качестве газа-носителя, после чего собранная вода подвергается титрованию по Карлу Фишеру. Он может быть использован для всех видов пластмасс и подходит для гранул размером менее 4 мм х 4 мм х 3 мм.
• Метод С — манометрический метод. Содержание воды определяется по увеличению давления, возникающему в результате испарения воды в вакууме. Этот метод не подходит для образцов пластика, содержащих летучие соединения, отличные от воды, в количествах, которые существенно влияют на давление пара при комнатной температуре. Наличие больших количеств летучих соединений следует периодически проверять, например, методом газовой хроматографии. Такие проверки особенно необходимы для новых типов или качеств материалов.
• Метод D представляет собой термокулонометрический метод, использующий ячейку из пентоксида дифосфора для обнаружения испарившейся воды. Вода, присутствующая в исследуемом образце, испаряется и транспортируется в ячейку датчика сухим воздухом или азотом в качестве газа-носителя, после чего проводится кулонометрическое определение собранной воды. Этот метод неприменим к образцам пластика, содержащим летучие соединения, отличные от воды, в количествах, которые существенно влияют на давление пара при комнатной температуре. Это особенно актуально для летучих компонентов, которые могут реагировать с кислотным покрытием датчика из пентоксида дифосфора, таких как аммиак или любой тип амина. Наличие больших количеств летучих соединений следует периодически проверять. Такие проверки особенно необходимы для новых типов или марок материалов.
• Метод Е основан на использовании гидрида кальция. Содержание воды в образце испаряется за счет сочетания вакуума и нагрева. Испарившаяся вода реагирует с гидридом кальция, образуя молекулярный водород и гидроксид кальция. Водород вызывает повышение давления в вакууме, пропорциональное количеству испаряющейся воды. Летучие компоненты, не вступающие в реакцию с гидридом кальция, конденсируются в охлаждающей ловушке и не влияют на измерение.

Межлабораторная сопоставимость при определении содержания воды в пластмассах, как правило, низкая. Основные причины этого — различия в упаковке образцов, их обработке, а также в оборудовании и настройках. Образцы следует упаковывать, например, в специальные стеклянные контейнеры или герметичные пакеты с водонепроницаемым барьером. Обработку образцов предпочтительно проводить в сухом азоте или воздухе. Для повышения повторяемости и воспроизводимости предполагается строгое соблюдение процедуры, описанной в данном документе.

В данном стандарте не указаны температурные параметры для метода испарения. Для манометрического метода обычно используется температура 200 градусов. Однако для некоторых конденсирующихся материалов это может быть слишком высокой температурой и привести к образованию воды, например, в результате реакции конденсации.

Температуру нагрева следует оптимизировать в зависимости от исследуемого материала, используемого оборудования и практических условий. При слишком низкой температуре общее количество воды в исследуемом материале не испарится полностью, тогда как очень высокие температуры приведут к образованию воды в результате таких процессов, как разложение и конденсация.

Данный стандарт включает процедуру оптимизации температуры нагрева для выбора правильной температуры определения содержания воды и повышения сопоставимости результатов между лабораториями.

Даже небольшое количество воды в пластмассовых материалах может вызвать серьезные проблемы в таких процессах, как литье под давлением или экструзия. Избыточная влажность может привести к гидролизу (химическому разложению), вызывая дефекты, такие как пузырьки, пустоты, растекание, снижение механической прочности, нестабильность размеров и ускоренное разрушение. Контроль влажности имеет решающее значение для обеспечения качества в таких отраслях, как автомобилестроение, упаковка, электроника и строительство.

Вкратце, стандарт ISO 15512 обеспечивает согласованные и воспроизводимые результаты между лабораториями и производителями. Он поддерживает соответствие свойствам материалов, где содержание воды должно оставаться ниже установленных пороговых значений для безопасной обработки. Принятый в качестве национального стандарта во многих странах, он широко используется для термопластов, термореактивных пластмасс, пленок и листов. Этот стандарт играет жизненно важную роль в поддержании целостности и эксплуатационных характеристик пластмассовых изделий во всем мире.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и оказывает помощь в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем предприятиям услуги по тестированию в соответствии со стандартом «ISO 15512 Пластмассы — Определение содержания воды».