มาตรฐาน ISO 9924 ยางและผลิตภัณฑ์ยาง - การหาองค์ประกอบของสารประกอบวัลคาไนซ์และสารประกอบที่ยังไม่ผ่านการวัลคาไนซ์โดยวิธีเทอร์โมกราวิเมตรี

มาตรฐาน ISO 9924 ยางและผลิตภัณฑ์ยาง - การหาองค์ประกอบของสารประกอบวัลคาไนซ์และสารประกอบที่ยังไม่ผ่านการวัลคาไนซ์โดยวิธีเทอร์โมกราวิเมตรี

มาตรฐาน "ISO 9924 ยางและผลิตภัณฑ์ยาง - การหาองค์ประกอบของสารประกอบวัลคาไนซ์และสารประกอบที่ยังไม่ผ่านการวัลคาไนซ์โดยวิธีเทอร์โมกราวิเมทรี" ซึ่งเผยแพร่โดยองค์การมาตรฐานสากล (ISO) ประกอบด้วยหัวข้อย่อยต่อไปนี้ที่เผยแพร่ภายใต้ชื่อเดียวกัน:

มาตรฐาน ISO 9924 ยางและผลิตภัณฑ์ยาง - การหาองค์ประกอบของสารประกอบวัลคาไนซ์และสารประกอบที่ยังไม่ผ่านการวัลคาไนซ์โดยวิธีเทอร์โมกราวิเมตรี

  • มาตรฐาน “ISO 9924-1 ส่วนที่ 1: ยางบิวทาไดอีน, โคพอลิเมอร์และเทอร์พอลิเมอร์เอทิลีน-โพรพิลีน, ไอโซบิวทีน-ไอโซพรีน, ไอโซพรีน และสไตรีน-บิวทาไดอีน” อธิบายวิธีการวิเคราะห์ด้วยเทอร์โมกราวิเมตริกเพื่อหาปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมด ปริมาณคาร์บอนแบล็ก และปริมาณเถ้าในสารประกอบที่ผ่านการวัลคาไนซ์และยังไม่ผ่านการวัลคาไนซ์ การสูญเสียมวลที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียสเป็นแนวทางโดยประมาณสำหรับปริมาณสารระเหยในสารประกอบนั้น

วิธีนี้เหมาะสำหรับการวิเคราะห์สารประกอบยางและยางวัลคาไนซ์ที่มีส่วนประกอบของยางดังต่อไปนี้ ไม่ว่าจะอยู่เดี่ยวๆ หรือผสมกัน:

  • โพลีไอโซพรีนที่ได้จากธรรมชาติหรือสังเคราะห์
  • โพลีบิวทาไดอีน
  • โคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวทาไดอีน
  • โคพอลิเมอร์ไอโซบิวทิลีน-ไอโซพรีน
  • เอทิลีน-โพรพิลีนโคพอลิเมอร์และเทอร์พอลิเมอร์ที่เกี่ยวข้อง

วิธีการนี้สามารถขยายขอบเขตการใช้งานไปสู่การวิเคราะห์สารประกอบที่มีส่วนประกอบของยางที่แตกต่างจากที่ระบุไว้ในที่นี้ได้ โดยมีเงื่อนไขว่าต้องมีการทดสอบความเหมาะสมของวิธีการนี้ก่อนแล้ว โดยใช้สารประกอบหรือสารวัลคาไนเซอร์ที่มีส่วนประกอบคล้ายคลึงกัน ส่วนสารประกอบอื่นๆ นั้นได้ระบุไว้ในมาตรฐาน ISO 9924-2 แล้ว

โดยหลักการแล้ว ตัวอย่างทดสอบที่ชั่งน้ำหนักแล้วจะถูกให้ความร้อนภายใต้กระแสไนโตรเจนจาก 70 องศาถึง 300 องศาตามตารางเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า และคงอุณหภูมิไว้ที่ 300 องศาเป็นเวลา 10 นาที การลดลงของมวลจะบ่งชี้ถึงปริมาณสารอินทรีย์ที่ไม่ใช่ยางทั้งหมดที่ระเหยได้ที่อุณหภูมิ 300 องศาโดยประมาณ โดยทั่วไปแล้ว ค่านี้จะไม่เท่ากับค่าของสารสกัดตัวทำละลาย

จากนั้นอุณหภูมิของเตาเผาจะถูกเพิ่มขึ้นเป็น 550 องศาเซลเซียสภายใต้กระแสไนโตรเจน และคงอุณหภูมิไว้ที่ 550 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 15 นาที สารอินทรีย์และโพลิเมอร์ที่ไม่ผ่านการกลั่นจะถูกกำจัดออกโดยการกลั่นที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส และการสูญเสียมวลระหว่าง 70 ถึง 550 องศาเซลเซียสจะแสดงถึงปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมด

ลดอุณหภูมิเตาเผาลงเหลือ 300 องศาเซลเซียสภายใต้กระแสไนโตรเจน จากนั้นเปลี่ยนแก๊สจากไนโตรเจนเป็นอากาศหรือออกซิเจน หรือส่วนผสมของอากาศและออกซิเจน จากนั้นเพิ่มอุณหภูมิเตาเผาเป็น 650 องศาเซลเซียส และคงอุณหภูมินี้ไว้เป็นเวลา 15 นาที หรือจนกว่าจะไม่พบการสูญเสียมวล ผงคาร์บอนแบล็กจะถูกเผาไหม้ และการสูญเสียมวลในบรรยากาศออกซิไดซ์ที่ 650 องศาเซลเซียส แสดงถึงปริมาณผงคาร์บอนแบล็ก ที่อุณหภูมิ 850 องศาเซลเซียส หากมีกราไฟต์อยู่ จะต้องรักษาสมดุลการไหลของแก๊สตลอดช่วงการเปลี่ยนแปลงเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากแรงลอยตัว

มวลของสารตกค้างที่อุณหภูมิ 650 องศาเซลเซียส คือ เถ้า (และที่ 850 องศาเซลเซียส หากมีกราไฟต์อยู่)

  • มาตรฐาน “ISO 9924-2 ส่วนที่ 2: ยางอะคริโลไนไตรล์-บิวทาไดอีนและฮาโลบิวทิล” อธิบายวิธีการวิเคราะห์ด้วยเทอร์โมกราวิเมตริกเพื่อหาปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมด ปริมาณคาร์บอนแบล็ก สารตกค้างคาร์บอน และปริมาณเถ้าในสารประกอบที่ผ่านการวัลคาไนซ์และยังไม่ผ่านการวัลคาไนซ์ ซึ่งประกอบด้วยพอลิเมอร์ที่ก่อให้เกิดสารตกค้างคาร์บอนในระหว่างกระบวนการไพโรไลซิส การสูญเสียมวลที่อุณหภูมิประมาณ 300 องศาเซลเซียสเป็นแนวทางโดยประมาณสำหรับปริมาณสารระเหยในสารประกอบนั้น

วิธีนี้เหมาะสำหรับการวิเคราะห์สารประกอบยางและยางวัลคาไนซ์ที่มีพอลิเมอร์ไฮโดรคาร์บอนและโคพอลิเมอร์ที่มีหมู่ขั้วซึ่งก่อให้เกิดสารตกค้างคาร์บอนในระหว่างกระบวนการไพโรไลซิส ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน ISO 9924-1:

  • โคพอลิเมอร์อะคริโลไนไตรล์-บิวทาไดอีน
  • โคพอลิเมอร์อะคริโลไนไตรล์-บิวทาไดอีนที่มีหมู่คาร์บอกซิล
  • โคพอลิเมอร์อะคริโลไนไตรล์-บิวทาไดอีนที่ผ่านการเติมไฮโดรเจน
  • โคพอลิเมอร์ไอโซบิวทิลีน-ไอโซพรีนที่มีคลอรีน
  • โคพอลิเมอร์ไอโซบิวทิลีน-ไอโซพรีนที่ผ่านการโบรมีน

โดยหลักการแล้ว ตัวอย่างทดสอบที่ชั่งน้ำหนักแล้วจะถูกให้ความร้อนภายใต้กระแสไนโตรเจนจาก 40 ถึง 600 องศาเซลเซียส ตามตารางเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า จนกว่าสารอินทรีย์ทั้งหมดจะถูกสลายตัวด้วยความร้อน หากมีโคพอลิเมอร์ไนไตรล์-บิวทาไดอีนอยู่ ส่วนเล็ก ๆ ของพอลิเมอร์จะสลายตัวด้วยความร้อน ทำให้เกิดสารตกค้างที่เป็นคาร์บอน และจำเป็นต้องระบุสารตกค้างนี้เพื่อให้ได้ปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมดที่ถูกต้อง

เพื่อจุดประสงค์นี้ อุณหภูมิของเตาเผาจะถูกลดลงเหลือ 400 องศาเซลเซียสภายใต้กระแสไนโตรเจน และคงไว้ที่ 400 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 5 นาที จากนั้นกระแสแก๊สจะถูกเปลี่ยนจากไนโตรเจนเป็นอากาศหรือออกซิเจน และอุณหภูมิของเตาเผาจะถูกเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ จนถึง 800 องศาเซลเซียส ในระหว่างการให้ความร้อนในบรรยากาศออกซิไดซ์นี้ จะเกิดการสูญเสียมวลสองแบบที่แตกต่างกันเนื่องจากการเผาไหม้ แบบแรกเกิดจากการเผาไหม้ของสารตกค้างที่เป็นคาร์บอน ซึ่งปริมาณจะถูกกำหนดและนำไปรวมกับการสูญเสียที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้ที่ 600 องศาเซลเซียสในไนโตรเจน เพื่อให้ได้ค่าที่ถูกต้องของปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมด แบบที่สองเกิดจากการเผาไหม้ตามปกติของผงคาร์บอนดำ

ปริมาณยางทั้งหมดคำนวณได้โดยการหักค่าของสารสกัดจากตัวทำละลาย ซึ่งกำหนดตามมาตรฐาน ISO 1407 ออกจากปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมด โดยมีเงื่อนไขว่าส่วนประกอบอื่นๆ นอกเหนือจากยางนั้นสามารถสกัดได้ทั้งหมด

ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส มวลของสารตกค้างจะกลายเป็นเถ้า

  • มาตรฐาน “ISO 9924-3 ส่วนที่ 3: ยางไฮโดรคาร์บอน ยางฮาโลเจน และยางโพลีไซล็อกเซนหลังการสกัด” อธิบายถึงวิธีการวิเคราะห์ด้วยเทอร์โมกราวิเมตริกเพื่อหาองค์ประกอบหลักของสารประกอบยาง เช่น อีลาสโตเมอร์ คาร์บอนแบล็ก และสารเติมแต่งแร่ธาตุ วิธีนี้จะสร้างลายนิ้วมือของวัสดุที่ทดสอบ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ที่ได้อาจไม่ตรงกับสูตรทางทฤษฎีของยางเสมอไป

วิธีการนี้สามารถใช้ได้กับยางดิบหรือยางผสม ยางวัลคาไนซ์และยางที่ยังไม่ผ่านกระบวนการวัลคาไนซ์ หลังจากผ่านกระบวนการสกัดเบื้องต้นแล้ว

วิธีนี้ใช้ได้กับยางที่มีไฮโดรคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลัก ไม่ว่าจะใช้เดี่ยวๆ หรือใช้ผสมกับยางชนิดอื่น สำหรับยางผสมนั้น ปริมาณโพลีเมอร์จะสอดคล้องกับปริมาณยางทั้งหมด และโดยทั่วไปแล้วจะไม่สามารถระบุโพลีเมอร์แต่ละชนิดได้

วิธีนี้ใช้ได้กับยางที่มีไฮโดรคาร์บอนฮาโลเจนเป็นส่วนประกอบ หรือยางที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบ และส่วนผสมของยางเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม ยางเหล่านี้มักก่อให้เกิดสารตกค้างที่เป็นคาร์บอน ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการวิเคราะห์ การใช้ขั้นตอนที่เหมาะสมจะช่วยลดอุปสรรคเหล่านี้ได้

วิธีการนี้ยังสามารถใช้ได้กับยางที่มีโครงสร้างหลักเป็นโพลีไซล็อกเซน และยางที่ไม่ได้ระบุไว้ข้างต้นด้วย

โดยหลักการแล้ว ตัวอย่างทดสอบที่ชั่งน้ำหนักแล้วจะถูกให้ความร้อนในบรรยากาศที่ทราบตามตารางเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ขั้นแรกจะเกิดการสลายตัวด้วยความร้อนในบรรยากาศเฉื่อย (ไนโตรเจน) ตามด้วยการเผาไหม้ในบรรยากาศออกซิไดซ์ ปฏิกิริยาที่มักทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมวล ได้แก่ การสลายตัว การออกซิเดชัน หรือปฏิกิริยาที่ทำให้ส่วนประกอบกลายเป็นไอ การลดลงของมวลเมื่อเทียบกับอุณหภูมิจะให้เทอร์โมแกรมที่สามารถนำไปใช้ในเชิงปริมาณได้ ซึ่งบ่งชี้ถึงคุณสมบัติเฉพาะของวัสดุ

โดยสรุป ISO 9924 เป็นมาตรฐานสากลที่กำหนดวิธีการวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมตริก (TGA) สำหรับการหาองค์ประกอบของยางวัลคาไนซ์ (วัลคาไนเซต) และสารประกอบยางที่ยังไม่ผ่านการวัลคาไนซ์ โดยจะวัดส่วนประกอบพื้นฐานด้วยการตรวจสอบการให้ความร้อนและการสูญเสียมวลที่ควบคุมได้:

  • ปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมด (โพลิเมอร์ + น้ำมัน + สารเติมแต่งอินทรีย์)
  • ปริมาณคาร์บอนแบล็ก (สารเติมแต่งเสริมแรงที่พบมากที่สุด)
  • เถ้า (สารตัวเติมอนินทรีย์ เช่น ซิลิกาและซิงค์ออกไซด์)
  • ในบางส่วนพบสารตกค้างที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ ซึ่งเกิดจากโพลิเมอร์บางชนิด

สารประกอบยางเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อน และในกรณีส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากกระบวนการวัลคาไนเซชัน สูตรที่แน่นอนของสารประกอบยางนั้นไม่สามารถทราบได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยการสังเกตด้วยตาเปล่าหรือการทดสอบทางเคมีแบบง่ายๆ

มาตรฐานนี้มีอยู่ด้วยเหตุผลเชิงปฏิบัติที่สำคัญหลายประการ:

  • การควบคุมคุณภาพในกระบวนการผลิต: ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแต่ละล็อตมีปริมาณผงคาร์บอนแบล็กและโพลิเมอร์ที่มีราคาแพงตามที่กำหนดไว้ การเบี่ยงเบนเพียงเล็กน้อยจะส่งผลให้คุณสมบัติทางกล (ความแข็งแรงต่อการฉีกขาด ความต้านทานต่อการเสียดสี การกักเก็บความร้อน) เปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก
  • การแก้ไขปัญหา: เมื่อยาง ซีล ท่อ สายพาน หรือชิ้นส่วนกันสั่นสะเทือนชำรุดก่อนกำหนด ผู้ผลิตและผู้ใช้งานจะวิเคราะห์ชิ้นส่วนของคู่แข่งหรือชิ้นส่วนที่ส่งคืนเพื่อตรวจสอบว่าสูตรการผลิตที่ไม่ถูกต้อง (ผงคาร์บอนแบล็กน้อยเกินไป ส่วนผสมของโพลิเมอร์ไม่ถูกต้อง สารเติมแต่งราคาถูกมากเกินไป) เป็นสาเหตุของปัญหาหรือไม่
  • การวิเคราะห์ย้อนกลับและการวิเคราะห์คู่แข่ง: เป็นเรื่องปกติมากในอุตสาหกรรมยาง บริษัทต่างๆ ต้องการทราบว่าคู่แข่งใช้เทคโนโลยีอะไรโดยประมาณ
  • การตรวจสอบผู้จำหน่ายและการตรวจสอบวัสดุขาเข้า: ผู้ซื้อรายใหญ่ (ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ ผู้ผลิตยางรถยนต์) ต้องการให้ผู้จำหน่ายพิสูจน์ว่าส่วนผสมที่ส่งมอบนั้นเป็นไปตามส่วนประกอบที่ตกลงกันไว้
  • ความสม่ำเสมอในห้องปฏิบัติการทั่วโลก: หากไม่มีขั้นตอน TGA ที่เป็นมาตรฐาน (อัตราการให้ความร้อน ขั้นตอนอุณหภูมิ การเปลี่ยนบรรยากาศจากไนโตรเจนเป็นออกซิเจน วิธีการคำนวณ) ห้องปฏิบัติการต่างๆ จะรายงานปริมาณคาร์บอนแบล็กที่แตกต่างกันอย่างมากสำหรับตัวอย่างเดียวกัน (ซึ่งนำไปสู่ความขัดแย้งในการทำธุรกรรมทางการค้า) มาตรฐาน ISO 9924 ให้โปรโตคอลเดียวกันสำหรับทุกคน ทำให้มั่นใจได้ว่าผลลัพธ์จะเปรียบเทียบได้และทำซ้ำได้

ด้วยเหตุนี้ อุตสาหกรรมยางจึงต้องการวิธีการวัดส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในยางดิบและยางที่ผ่านการอบแล้วอย่างรวดเร็ว สามารถทำซ้ำได้ และเป็นที่ยอมรับในระดับสากล โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณคาร์บอนแบล็กและปริมาณโพลิเมอร์ เพื่อการประกันคุณภาพ การวิเคราะห์ความเสียหาย และการค้าที่เป็นธรรม มาตรฐาน ISO 9924 จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในเรื่องนี้

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบที่สอดคล้องกับมาตรฐาน ISO 9924 อีกด้วย

WhatsApp