ISO 15512 Plaster - Bestämning av vattenhalt

Standarden ISO 15512 Plaster - Bestämning av vattenhalt, publicerad av Internationella standardiseringsorganisationen (ISO), beskriver metoder för att bestämma vattenhalten i plast i pulver-, granulat- och färdig produktform. Dessa metoder testar inte vattenabsorptionen (kinetisk och jämviktsmässig) hos plast mätt enligt ISO 62-standarden.

Metod A är lämplig för att bestämma en vattenhalt så låg som 0,1 % med en noggrannhet på 0,1 %. Metod B och C är lämpliga för att bestämma en vattenhalt så låg som 0,01 % med en noggrannhet på 0,01 %. Metod D är lämplig för att bestämma en vattenhalt så låg som 0,01 % med en noggrannhet på 0,01 %. Metod E är lämplig för att bestämma en vattenhalt så låg som 0,001 % med en noggrannhet på 0,001 %. De angivna noggrannheterna är detektionsgränser beroende på den maximala möjliga provmassan. Vattenhalten uttrycks som en procentandel av vatten i massa.

Metod D är lämplig för polyamid (PA), polykarbonat (PC), polypropen (PP), polyeten (PE), epoxiharts, polyetylentereftalat (PET), polyester, polytetrafluoreten (PTFE), polyvinylklorid (PVC), polylaktid (PLA) och polyamidimid (PAI). Den rekommenderas inte, särskilt inte för prover som kan frigöra ammoniak. Metoderna A, B, C och E är generellt sett lämpliga för alla plasttyper och fuktnivåer.

Vattenhalten är en viktig parameter för bearbetning av material och förväntas ligga under den nivå som anges i relevant materialstandard.

Sex alternativa metoder definieras i denna standard:

• Metod A är en extraktionsmetod med vattenfri metanol, följt av Karl Fischer-titrering av det extraherade vattnet. Denna metod kan användas för alla plaster och är lämplig för granuler mindre än 4 mm x 4 mm x 3 mm. Den kan även användas för prepolymermaterial i pulverform som är olösliga i metanol, till exempel.
• Metod B1 är en indunstningsmetod som använder en rörugn. Vattnet i testprovet indunstas och överförs till en titreringscell med torr luft eller kvävgas, varefter det uppsamlade vattnet genomgår coulometrisk bestämning via Karl Fischer-titrering eller en fuktsensor. Den kan användas för alla plaster och är lämplig för granuler mindre än 4 mm x 4 mm x 3 mm.
• Metod B2 är en indunstningsmetod som utförs med en uppvärmd provkolv. Vattnet i testprovet indunstas och överförs till en titreringscell med torr luft eller kvävgas, varefter det uppsamlade vattnet genomgår Karl Fischer-titrering. Den kan användas för alla plaster och är lämplig för granuler mindre än 4 mm x 4 mm x 3 mm.
• Metod C är en manometrisk metod. Vattenhalten bestäms utifrån tryckökningen till följd av avdunstning av vatten under vakuum. Denna metod är inte lämplig för plastprover som innehåller andra flyktiga föreningar än vatten i mängder som avsevärt bidrar till ångtrycket vid rumstemperatur. Förekomsten av stora mängder flyktiga föreningar bör kontrolleras regelbundet, till exempel genom gaskromatografi. Sådana kontroller är särskilt nödvändiga för nya typer eller kvaliteter av material.
• Metod D är en termokoulometrisk metod som använder en difosforpentoxidcell för detektion av avdunstat vatten. Vatten som finns i testprovet avdunstas och transporteras till sensorcellen med torr luft eller kvävgas, varefter coulometrisk bestämning av det uppsamlade vattnet utförs. Denna metod är inte tillämplig på plastprover som innehåller andra flyktiga föreningar än vatten i mängder som signifikant bidrar till ångtrycket vid rumstemperatur. Detta är särskilt relevant för flyktiga komponenter som kan reagera med den sura beläggningen på difosforpentoxidsensorn, såsom ammoniak eller någon typ av amin. Närvaron av stora mängder flyktiga föreningar bör kontrolleras regelbundet. Sådana kontroller är särskilt nödvändiga för nya typer eller kvaliteter av material.
• Metod E är en kalciumhydridbaserad metod. Provets vattenhalt avdunstar på grund av en kombination av vakuum och uppvärmning. Det avdunstade vattnet reagerar med kalciumhydrid för att bilda molekylärt väte och kalciumhydroxid. Vätet orsakar en tryckökning i vakuumet proportionell mot mängden vatten som avdunstar. Flyktiga komponenter som inte reagerar med kalciumhydrid kondenserar i en kylfälla och påverkar inte mätningen.

Jämförbarheten mellan laboratorier vid bestämning av vattenhalten i plaster är generellt sett låg. De främsta orsakerna till detta är skillnader i provförpackning, provbearbetning samt utrustning och inställningar. Prover bör förpackas till exempel i speciella glasbehållare eller förseglade påsar med vattenbarriär. Provbearbetning bör helst utföras i torr kväve eller luft. För att öka repeterbarheten och reproducerbarheten är det avsett att proceduren som beskrivs i detta dokument följs strikt.

Temperaturinställningar för avdunstningsmetoden specificeras inte i denna standard. För den manometriska metoden används vanligtvis en temperatur på 200 grader. Detta kan dock vara för högt för vissa kondensmaterial och kan leda till vattenbildning, till exempel på grund av kondensationsreaktionen.

Uppvärmningstemperaturen bör optimeras beroende på materialet som testas, den utrustning som används och de praktiska förhållandena. Om temperaturen är för låg kommer den totala mängden vatten i materialet som testas inte att avdunsta helt, medan mycket höga temperaturer kommer att orsaka vattenbildning på grund av effekter som nedbrytning och kondensationsreaktioner.

Denna standard innehåller en metod för att optimera uppvärmningstemperaturen för att välja rätt temperatur för bestämning av vattenhalt och för att förbättra jämförbarheten mellan laboratorier.

Även små mängder vatten i plastmaterial kan orsaka betydande problem under processer som formsprutning eller extrudering. Överdriven fukt kan leda till hydrolys (kemisk nedbrytning), vilket resulterar i defekter som bubblor, hålrum, spridningsmärken, minskad mekanisk hållfasthet, dimensionsinstabilitet och accelererad försämring. Fuktkontroll är avgörande för kvalitetssäkring inom industrier som fordonsindustrin, förpackningsindustrin, elektronikindustrin och byggindustrin.

Kort sagt säkerställer ISO 15512-standarden konsekventa och reproducerbara resultat mellan laboratorier och tillverkare. Den stöder efterlevnad av materialegenskaper där vattenhalten måste ligga under definierade tröskelvärden för säker bearbetning. Den har antagits som en nationell standard i många länder och används i stor utsträckning för termoplaster, härdplaster, filmer och ark. Denna standard spelar en viktig roll för att upprätthålla integriteten och prestandan hos plastprodukter över hela världen.

I många år har vår organisation, med sin kompetenta och erfarna personal, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt till med etablering, implementering och förbättring av ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster till företag i enlighet med standarden "ISO 15512 Plaster - Bestämning av vattenhalt".