ISO 15512 塑膠 - 水分含量測定

國際標準化組織 (ISO) 發布的 ISO 15512《塑膠—水分含量測定》標準描述了測定粉末、顆粒和成品塑膠水分含量的方法。這些方法不會測試塑膠的吸水率（動力學和平衡），而吸水率的測定則依據 ISO 62 標準。

方法 A 適用於測定低至 0,1% 的含水量，準確度為 0,1%。方法 B 和 C 適用於測定低至 0,01% 的含水量，準確度為 0,01%。方法 D 適用於測定低至 0,01% 的含水量，準確度為 0,01%。方法 E 適用於測定低至 0,001% 的含水量，準確度為 0,001%。上述準確度為檢測極限，取決於最大樣品品質。含水量以品質百分比表示。

方法 D 適用於聚醯胺 (PA)、聚碳酸酯 (PC)、聚丙烯 (PP)、聚乙烯 (PE)、環氧樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚酯、聚四氟乙烯 (PTFE)、聚氯乙烯 (PVC)、聚乳酸 (PLA) 和聚醯胺二甲胺 (PAI)。但不建議使用此方法，尤其不適用於可能釋放氨的樣品。方法 A、B、C 和 E 通常適用於所有類型的塑膠和各種含水量。

水分含量是材料加工的重要參數，應保持在相關材料標準規定的水平以下。

本標準定義了六種替代方法：

• 方法A是一種使用無水甲醇的萃取方法，隨後將萃取液進行卡爾·費休滴定。此方法適用於所有塑料，特別適用於尺寸小於4 mm x 4 mm x 3 mm的顆粒。例如，它也可用於不溶於甲醇的粉末狀預聚物材料。
• 方法B1是一種使用管式烘箱的蒸發法。將測試樣本中的水分蒸發，並以乾燥空氣或氮氣作為載氣轉移至滴定池，然後透過卡爾·費休滴定或水分感測器對收集到的水分進行庫侖測定。此方法適用於所有塑料，特別適用於尺寸小於4 mm x 4 mm x 3 mm的顆粒。
• 方法B2是一種使用加熱樣品瓶進行的蒸發法。將測試樣本中的水分蒸發，並以乾燥空氣或氮氣作為載氣轉移至滴定池，然後對收集到的水進行卡爾·費休滴定。此方法適用於所有塑料，特別適用於尺寸小於4 mm x 4 mm x 3 mm的顆粒。
• 方法C是一種壓力計法。此方法透過測量真空條件下水蒸發引起的壓力升高來確定水含量。對於含有水以外其他揮發性化合物的塑膠樣品，如果這些化合物的含量顯著影響室溫下的蒸氣壓，則此方法不適用。應定期檢測大量揮發性化合物的存在，例如採用氣相層析法。對於新型或新品質的材料，此類檢測尤其必要。
• 方法D是一種熱庫侖法，使用五氧化二磷池檢測蒸發水。測試樣品中的水分蒸發後，由乾燥空氣或氮氣載氣輸送至感測器池，然後對收集到的水分進行庫侖測定。本方法不適用於含有水以外其他揮發性化合物的塑膠樣品，因為這些化合物的含量會顯著影響室溫下的蒸氣壓。對於可能與五氧化二磷感測器酸性塗層反應的揮發性成分，例如氨或任何類型的胺，這一點尤其重要。應定期檢查樣本中是否有大量揮發性化合物。對於新型或新等級的材料，此類檢查尤其必要。
• 方法E是一種基於氫化鈣的方法。樣品中的水分在真空和加熱的共同作用下蒸發。蒸發的水分與氫化鈣反應生成分子氫和氫氧化鈣。氫氣的生成會導致真空壓力升高，升高的幅度與蒸發的水量成正比。不與氫化鈣反應的揮發性成分會在冷阱中冷凝，不會影響測量結果。

實驗室間測定塑膠含水量的可比較性通常較低。主要原因是樣品包裝、樣品處理以及設備和設定方面的差異。例如，樣品應包裝在專用玻璃容器或帶有防水層的密封袋中。樣品處理最好在乾燥的氮氣或空氣中進行。為提高重複性和再現性，應嚴格遵循本文件中所述的步驟。

本標準未規定蒸發法的溫度設定值。對於壓力法，通常使用攝氏200度的溫度。然而，對於某些冷凝材料而言，該溫度可能過高，例如，由於冷凝反應，可能導致水的生成。

加熱溫度應根據被測材料、所用設備和實際條件進行最佳化。溫度過低，受測材料中的水分無法完全蒸發；溫度過高則會導致分解和冷凝反應等因素引發水的生成。

此標準包含最佳化加熱溫度的程序，以選擇測定水分含量的正確溫度，並提高實驗室間的可比較性。

即使塑膠材質中含有少量水分，也會在註塑或擠出等加工過程中造成嚴重問題。過多的水分會導致水解（化學降解），產生氣泡、空隙、擴散痕跡、機械強度降低、尺寸不穩定和加速老化等缺陷。在汽車、包裝、電子和建築等行業，水分控制對於品質保證至關重要。

簡而言之，ISO 15512 標準確保實驗室和製造商之間獲得一致且可重複的結果。它支援材料性能符合相關標準，其中水分含量必須低於規定的閾值，以確保安全加工。該標準已被許多國家採納為國家標準，廣泛應用於熱塑性塑膠、熱固性塑膠、薄膜和片材。該標準在維護全球塑膠產品的完整性和性能方面發揮著至關重要的作用。

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