ГОСТ 9.716-91

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЕДИНАЯ СИСТЕМА ЗАШИТЫ ОТ КОРРОЗИИ И СТАРЕНИЯ

МАТЕРИАЛЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА ПРИ СТАРЕНИИ

ГОСТ 9.716-91

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ г. М о с к ■ а

Редактор Р. С. Федорова Технический редактор О. Н. Никитина Корректор В. М. Смирнова

С«а*ч> л илб. I8.0J.SI Подо, a печ. 21.08.91 | .5 уел. в. л. 1.6 уся. кр.-огт. МО уч -нал. я. Тмр 6«0    Ц*иа 56 с.

Орд«яа «Знак Потет». Иматсльстм стандартов. IS3SJ7. МосяМ, ГСП, Новописвеиск»* лер, Э Тип- *Mockob«x>i* В»Ч01Ы1*». Москва. Лидши «11., 6. Зак. 3W

УДК 620.197:678.5:343.06:009.354    Группа    T99

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Единая система защиты от корроми и старения МАТЕРИАЛЫ ПОЛИМЕРНЫЕ Методы определения изменения содержания    ГОСТ

пластификатора при старении    9-716_91

Unified system of corrosion and ageing protection.

Polymeric materiais. Methods of determining variation of plastielzer content with ageing ОКСТУ 0009

Дата введения 01.01.92

Настоящий стандарт распространяется на пластифицированные полимерные материалы (-материалы) и устанавливает методы определения изменения содержания пластификатора при старении.

Методы 1—3 предназначены для оценки изменения содержания пластификатора по изменению массы образца при нагревании, нием газожидкостной хроматографии (метод 1), инфракрасной спектроскопии (метод 2). термогравиметрии (метод 3).

Метод 4 предназначен для прогнозирования изменения содержания пластификатора о образце материала вследствие термического старения путем оценки кинетики диффузионной десорбции пластифакатора по изменению массы образца при нагревании. Метод 4 распространяется только на материалы н изделия из поливинилхлорида.

!. МЕТОД I

1.1.    Сущность метода заключается в том, что до и после ста¹ рения содержание пластификатора в полимерном материале определяется экстрагированием из пробы измельченного материала селективным растворителем, растворяющим пластификатор, но не растворяющим полимерную основу и другие добавки. Идентификацию и количественное определение пластификатора в экстракте осуществляют с применением i азожндкостной хроматографии.

1.2.    Отбор проб

1.2.1. Для приготовления пробы берут навеску полимерного материала массой по (20±1) г из десяти мест каждой партии материала или изделия.

1

Издательство стандартов. 1991

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован или распространен бет разрешения Госстандарта СССР

С 2 ГОСТ 9.71В—91

1.2.2.    Пробу лля испытания готовят измельчением полимерно-го материала до частиц, проходящих без осгагха через сетку Л* 1 и остающихся на сетке № 05 по ГОСТ 3826.

1.2.3.    Пробы, полученные по п. 1.2.2. смешивают и методом ручною квартования отбирают среднюю пробу массой (55±1) г.

1.3.    Аппаратура. Реактивы. Материалы.

Приспособление для измельчения полкморчшх материалов: колбы мерные 2-го класса точности, вместимостью 250 и 50см\ исполнения 2 по ГОСТ 1770;

насадка для экстрагирования вместимостью 100 см³ из термически стойкого стекла по ГОСТ 25336;

колба круглодонная с взаимозаменяемым конусом, исполнении 1, вместимостью 250 см³ из термически стойкого стекла по ГОСТ 25336:

холодильник шариковый с взаимозаменяемым конусом исполнения 2 из химически стойкого стекла по ГОСТ 25336; сетки Xv 1 и 05 но ГОСТ .3826;

лесы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104, 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г: баня водяная с электрическим обогревом или колбоиагрева-тель;

патроны экстракционные диаметром от 30 до 37 мм и высотой от 90 до 100 мм из фильтровальной бумаги марки Ф по ГОСТ 12026 или патрон стеклянный с пористым дном, который допускается применять, если частицы экстрагируемой пробы не проходят через пористое дно;

хроматограф газожидкостный, снабженный пламенно-ионизационным детектором, аналитические колонки к нему из стекла или нержавеющей стали длиной I м, диаметром 3—4 мм из комплекта хроматографа;

микрошпрнцы вместимостью 50, 10 и 5 мкл из комплекта хроматографа;

азот газообразный ос. ч. по ГОСТ 9293; водород электролитический по ГОСТ 3022; сорбент хроматографический для анализа пластификаторов (приложение);

кислота соляная по ГОСТ 3118; кусочки иеглазированного фарфора; вата по ГОСТ 5556;

растворитель селективный квалификации х.ч. или ч.д.а. (см. приложение);

электропечь лабораторная, обеспечивающая поддержание температуры от 50 до 350^СС с погрешностью не более ±2°С по ОСТ 16.0.801.397.

ГОСТ 9.716-91 С. 3

1.4. Подготовка к испытаниям

1.4.1.    Готовят образцовый раствор пластификатора для калибровки хроматографа. Для этого навеску пластификатора массой

1.25    г, взвешенную на часовом стекле с погрешностью не более ±0,0002 г, растворяют в селективном растворителе, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, выдерживают при температуре (20±1)^СС и доводят растворителем до метки. Концентрация полученного раствора пластификатора 25 мг/см³.

1.4.2.    Калибруют хроматограф образцовым раствором пластификатора в селективном растворителе. Для этого в хроматограф микрошприцем вместимостью 50 мкл последовательно вюдят 10 доз раствора (5, 10, 15,..., 50 мкл), при температуре (20*1)°С. При этом содержание пластификатора изменяется от 0,125 до

1.25    мг с градацией 0,125 мг. Количество параллельных проб / для каждой из концентраций (доз) не менее пяти.

Допускается использовать мнкрошприцы объемом 10 мкл, при этом массу навески пластификатора, равную в,25 г, растворяют в 50 см³ растворителя. Концентрация «юлученного раствора пластификатора 125 мг/см*.

1.4.3.    Концентрация пластификатора в каждой дозе регистрируется самописцем прибора в виде хроматограмм. При этом высота пиков не должна превышать диапазона шкалы регистрирующего прибора, а высота наименьших пиков должна быть достаточной для расчета, что достигается подбором соответствующей чувствительности прибора.

1.4.4.    Температура термостата колонок при изотермическом режиме (200±2)°С, испарителя хроматографа — (250±2)^СС; объемный расход газа-носителя (азота) — 30 см³/мин, водорода — 30 см³/мин.

Скорость диаграммной ленты — 10 мм/мин.

1.4.5.    При вводе каждой из доз раствора измеряют площадь хроматографического пика (S_A|), соответствующего количеству введенного пластификатора. Площадь пика, соответствующую каждой нз введенных доз каждой из параллельных проб, вычисляют по формуле

(1)

где Л,— высота пика, мм;

bj — ширина пика, измеренная на половине его высоты, мм;

1> 5.

Среднее арифметическое значение 5* для каждой из доз вычисляют по формуле

i

(2)

С 4 ГОСТ 9.716-91

Строят калибровочный график зависимости площадей пиков от количества пластификатора.

1.4.6.    Количество пластификатора, находящееся в каждой из доз раствора (а*), связано с площадью соответствующего хроматографического пиха соотношением

a^L-S,,,    (3)

где о*—изменяется от 0,125 до 1,250 мг с градацией 0,125 мг;

L — угловой коэффициент.

Умовой коэффициент L вычисляют методом наименьших кэадраггов по формуле

13    10 _ 10

10 2 Ska_k- s s„ 2 в*

г __I    «V

^L~ 10 /10 ''

10 2 (5*)^г- 2 $;

*-1 \*-1 /

где k = 1,2...., 10 — количество доз.

1.4.7.    Коэффициент L, определенный по п. 1.4.6, подставляют в формулу (3) и для всех ал находят расчетные значения 5ц,_1чаСч).

1.4.8.    Вычисляют отклонение экспериментальных значений S* от расчетных Злочсч). Для этого вычисляют среднее квадратическое отклонение (о») экспериментальных значений 5* от расчетных 5лщае«> по формуле

(S*—6'*_(рас,₀)

_ Если значения S* не попадают в интервал 2п_(;, т. е.

•Ь'й—5_Л(гЛГЧ) ^2о»,, их исключают из результаггов эксперимента и коэффициент L вычисляют вновь по п. 1.4.6 для оставшихся значений Sti до тех пор. пока все экспериментальные точки будут попадать в интервал 2o_ft. Количество оставшихся экспериментальных значений S_h должно быть не менее пяти.

1.4.9.    Если экспериментальные значения S», не удовлетворяют требованиям п. 1.4.8, испытания повторяют.

1.4.10.    Изготовляют модельную композицию пластифицированного материала в количестве (I±0.1) кг по технологии и рецептуре в соответствии с нормативно-технической документацией (НТД) на исследуемый материал. Пробы для испытаний отбирают и подготавливают в соответствии с п. 1.2.

ГОСТ 9.71в—01 С. 5

1.4.11.    Экстракционные патроны и вату предварительно экстрагируют в экстракторе Сокслета в течение 4 ч и высушивают при 80°С до постоянной массы.

1.4.12.    В экстракционный патрон помешают 10 г подготовленной по п. 1.2.3 модельной композиции, взвешенной с погрешностью не более ±0,001 г. Навеску в экстракционном патроне закрывают пробкой из заты. Количество параллельных определений— не менее пяти.

1.4.13.    Экстракционный патрон помещают в экстрактор Сокслета.

1.4.14.    В сухую экстракционную колбу с кусочками неглазиро-ванного фарфора заливают 180 — 200 см⁵ селективного растворителя. Колбу соединяют с экстракционной насадкой с помощью шлифов без применения смазки.

1.4.15.    Экстракцию осуществляют в течение 8 ч при скорости не менее 10 циклов в 1 ч до полного извлечения пластификатора из исследуемого материале. Признаком полного измене пя является отсутствие пятна пластификатора на фильтровальной бумаге, на которую наносят каплю раствора из последнего цикла экстракции.

1.4.16.    После окончания экстракции колбу с экстрактом разъединяют с экстракционной насадкой. В колбу сливают остаток растворителя из насадки, экстракт переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³, выдерживают при температуре (20±1)°С, доливают до метки селективным растворителем.

1.4.17.    Из мерной колбы с помощью микрошпрнца отбирают 50 мкл экстракта, вводят в хроматограф и измеряют плошадьхроматографического пика, соответствующую концентрации пластификатора.

1.4.18.    По площади хроматографического пика, используя формулу (3), вычисляют массу пластификатора    содержащую

ся в 50 мкл экстракта каждой параллельной пробы модельпой композиции, в миллиграммах.

1.4.19.    Вычисляют массовую долю пластификатора (С„ф/) в процентах в каждой из параллельных проб модельной композиции материала по формуле

£„*,■=-^-•100, (6)

где т„ад — масса каждой из параллельных проб модельной композиции, взятая по п. 1.1.12, мг;

5— нормирующий коэффициент;

Owcj— масса пластификатора в каждой из параллельных проб, экстрагированная из модельной композиции, вычисленная по п. 1.4.18, мг.

С. 6 ГОСТ 0.716-91

1.4.20.    Вычисляют среднее арифметическое значение содержания пластификатора из всех параллельных проб модельной композиции, взятых для испытаний (С_Пф, %), по формуле

(7)

где п — количество параллельных проб модельной композиции. Допускаемое расхождение между С_я,_т, и отдельными значениями Соф^ не должно превышать 5% ото. Если расхождение больше 5% отн.. то испытания повторяют.

1.4.21.    Вычисляют коэффициент экстракции пластификатора (/Сз) и о формуле

(8)

где С ми—массовая доля пластификатора в модельной композиции по п. 1.4.10, %;

С_пф — среднее арифметическое значение содержания пластификатора модельной комаюзиции но я. 1.4.20, %.

1.5. Проведение испытаний

1.5.1.    Из средней пробы исследуемого материала, полученной по пп. 1.2.1 —1.2.3. отбирают пробы массой 10 г, взвешенные с погрешностью не более ±0,001 г.

1.5.2.    Количество параллельных проб (л) вычисляют в соответствии с ГОСТ 9.707 (приложение 3). Если относительная ошибка и вероятность попадания среднего арифметического значения С

в доверительный интервал не задаются, то количество проб должно быть не менее пяти.

1.5.3.    Проводят экстракцию пластификатора из каждой из параллельных проб материала до старения селективным растворителем и определяют количество пластификатора, находящееся в 50 мкл экстракта (а_а) в соответствии с пп. 1.4.11 — 1.4.18.

Массовую долю пластификатора в каждой из параллельных проб исследуемой композиции (P_s) в процентах вычисляют по формуле

Р,--100,    (9)

Лих/"''»

_где а_э—содержание пластификатора в 50 мкл экстракта каждого из образцов, мг; т_т — масса каждой из проб исследуемой композиции, мг;

К»— коэффициент экстракции, вычисленный по п. 1.4.21;

ГОСТ 9.716-91 С. 7

1.5.4.    Массовую долю пластификатора (Я) в процентах в материале до старения вычисляют по формуле

£_5£2_

F=”¹ ?-‘.«£gl.ioo,    (10)

/1

где п — количество параллельных образцов.

За результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов всех параллельных определений, допускаемое расхождение между Р и отдельными значениями Я; не должно превышать 5% отн. Если расхождение больше 5% отн., испытания повторяют.

1.5.5.    Проводят старение исследуемого материала в соответствии с НТД.

1.5.6.    После старения исследуемого материала проводят испытания по ига. 1.5.1—1.5.3. Определяют массовую долю пластифа-катора в исследуемом материале (Я') в процентах после старения по формуле (10).

1.5.7.    Изменение содержания пластификатора (в процентах) вследствие старения материала определяют по разности содержания пластификатора Р, определяемого по п. 1.5.3, и Р', определяемого по п. 1.5.6.

1.5.8.    Результаты испытаний вносят в протокол, в котором должны быть указаны:

1)    наименование предприятия-изготовителя;

2)    наименование материала, тип и условное обозначение;

3)    номер партии и дата изготовления;

•    4) НТД на старение;

5)    тип, марка. НТД на селективный растворитель;

6)    марка хроматографа;

7)    размеры хроматографической колонки;

8)    тип хроматографического сорбента;

9)    дата испытаний;

10)    обозначение настоящего стандарта;

11)    массовая доля пластификатора до старения и после старения;

12)    изменение содержания пластификатора в маггериале после старения;

13)    организация, предприятие, должность и фамилия лиц, проводивших испытания.

2. МЕТОД Ч

Сущность метода заключается в определении изменения содержания пластификатора в материале до и после старения по измс-

С. 8 ГОСТ 9.71 Р—91

некию оптической плотности плоского образца материала методом инфракрасной спектроскопии.

Метод используют в тех случаях, когда невозможно подобрать селективный растворитель для экстрагирования пластификатора из измельченного образца материала.

2.1.    Образцы для испытаний

2.1.1.    Образцы представляют собой пластины размерами (35Х X15) 2:0,5 мм и толщиной (0,5±0,1) мм.

Образцы группируют парами равной толщины для проведения одного испытания по определению их оптической плотности. Количество пар параллельных образцов устанавливают в соответствии с п. 1.5.2.

2.2.    Аппаратура. Материалы. Реактивы.

Спектрофотометр инфракрасный любой конструкции, обеспечивающий получение спектров поглощения в отраженном и проходящем свете при частоте от 400 до 4000 см~‘. Приставка для исследования многократного нарушенного полного внутреннего отражения при ИК спектроскопии;

пинцет медицинский по ГОСТ 21241:

вата хлопчатобумажная для оптической промышленности;

эфир диэтиловый ч.д.а.;

спирт этиловый по ГОСТ 5962.

2.3.    Подготовка к испытаниям

2.3.1.    Изготовляют семь стандартных композиций пластифицированного материала по технологии, установленной для изготовления наследуемого материала, в количестве (1±0,1) кг. В числе стандартных композиций с содержанием пластификатора (Р_}) ДОЛЖНЫ быть КОМПОЗИЦИИ с минимально ВОЗМОЖНЫМИ (Pmln) и максимально возможными (Р_гаях) содержаниями пластификатора, а также промежуточные композиции с градацией содержания в них пластификатора (в процентах), вычисляемой по формуле

-100Н,

О

2.3.2.    Из стандартных ко\*по?и1гий пластифицированного материала, полученных по п. 2.3.1, изготавливают образцы. Размеры и количество пар параллельных образцов каждой из композиций берут в соответствии с требованиями п. 2.1.1.

2.4.    Проведение испытаний

2.4.1.    Образцы очищают тампоном, омоченным в этиловом спирте, измеряют толщину каждого из параллельных образцэв с погрешностью не более rt:0,01 мм.

2.4.2.    Очищают кристалл приставки ватным тампоном, смоченным днэтиловым эфиром.

2.4.3.    На каждую из сторон кристалла накладывают по одному образцу стандартных , композиций, прижимают их к кристаллу с

ГОСТ 9.716-9! С. 9

помощью металлических пластин и струбцин. Полученную сборку закрепляют в гнезде приставки миогократного нарушенного полного внутреннего отражения, а затем помещают в измерительную камеру инфракрасного спектрофотометра.

2.4.4.    Испытания выполняют в соответствии с инструкцией к спектрофотометру и записывают спектры поглощения образцов стандартных композиций.

2.4.5.    Испытания исследуемых образцов материала до и после старения проводят так же, как и стандартных композиций в соответствии с пп. 2.4.3 и 2.4.4.

2.4.6.    Старение исследуемого материала проводят в соответствии с НТД.

2.5. Обработка результатов

2.5.1.    На спектрах поглощения каждого из параллельных образцов (/) каждой из стандартных композиций (i) находят пик. соответствующий используемому в композициях пластификатору. Измеряют интенсивность пика поглощения (оптическую плотность) D_i} в относительных единицах в соответствии с инструкцией к прибору для каждого из параллельных образцов.

Вычисляют среднее арифметическое значение (/>,) для каждой из стандартных композиций по формуле

S D,J

(U)

п

где « — количество параллельных образцов в каждой из модельных композиций.

Оптическая плотность D₍ связана с содержанием пластификатора (Р^ в процентах) в композиции соотношением

з;-«»./ул    (12)

где / — толщина образца, мм;

е\—коэффициент экстинкцип (массовый показатель поглощения) для данной длины волны данного пластификатора, вычисляемый методом наименьших квадратов по формуле

7

А

(13)

2.5.2.    Коэффициент эюсшнкции е*, вычж^юиный по формуле (13), подставляют в формулу (12) и для всех значений Pi вычисляют расчетные значения оптической плотности Ь_1РЛСЧ.

С. 10 ГОСТ 9.716-91

2.5.3.    Проверяют отклонение экспериментальных значений

от их расчетных значений Z>«j»_eв соответствии с пи. 1.4.8; 1.4.9.

2.5.4.    На спектрах поглощения каждого из образцов исследуемой хюмтюэицхи определяют высоту пика и оптическую плотность Дли» соответствующие содержащемуся пластификатору, а содержание пластификатора в исследуемой композиции (Pj, %) вычисляют по формуле

где ех— вычисляют по формуле (13).

2.5.5.    Изменение содержания пластификатора вследствие старения материала (в процентах) определяют по размости содержания пластификатора в исследуемой композиции до и после старения.

2.5.6.    За результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов всех параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 5%отн. Если расхождение больше 5% от»., испытания повторяют.

2.5.7.    Результаты испытаний вносят в протокол, в котором должны быть указаны:

1)    наименование материала, тип. условное обозначение;

2)    наименование предприятия изготовителя;

3)    номер партии и дата изготовления;

4)    марка инфракрасного спектрофотометра и приставки многократного нарушенного пологого внутреннего отражения;

5)    обозначение настоящего стандарта и метода испытаний;

6)    содержание пластификатора до старения;

7)    изменение содержания пластификатора;

8)    организация, предприятие, должность и фамилия лиц, проводивших испытания.

3. МЕТОД 3

Сущность метода заключается в определении потерн массы пластифицированного материала до и после старения термогравиметрическим методом (ТГ) в динамическом или статическом режимах при заданных температуре « продолжительности кгтревз, при которых обеспечивается полное удаление пластификатора из материала.

3.1.    Метод статической термогравиметрии

3.1.1.    Отбор проб

3.1.1.1.    Отбор проб — по п. 1.2.

3.1.1.2.    Масса пробы для одного испытания — (0,2—0.001) г.

3.1.1.3.    Количество параллельных проб п для одного определения — в соответствии с п. 1.5.2.

ГОСТ 9.716-91 С. t>

3.1.2.    Аппаратура. Материалы. Реактивы

Приспособление для измельчения материала.

Терлюанализатср в соответствии с ГОСТ 9.715, разд. 1.

Термостат с перемешиванием воздуха, обеспечивающий постоянную температуру от 50 до 400^СС с погрешностью не более ±3°С.

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 , 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г.

Эксикатор исполнения 1 по ГОСТ 25336. диаметром корпуса 250 мм.

Силикагель технический по ГОСТ 3956.

Тигель фарфоровый низкий № 1 по ГОСТ 9147.

Вальаы лабораторные по ГОСТ 5960.

3.1.3.    Подготовка к испытаниям

3.1.3.1.    Изготовляют семь стандартных композиций материала с различным содержанием пластификатора (п. 23.1).

3.1.3.2.    Из стандартных композиций изготовляют пробы для испытаний в соответствии с п. 3.1.1 и определяют исходную массу каждой пробы каждой из композиций m_0ij взвешиванием с погрешностью не более ±0,0002 г.

3.1.3.3.    Включают термостат и устанавливают температуру (350±3)°С.

3.1.3.4.    Фарфоровые тигли промывают и прокаливают при температуре (350 ±3)°С, охлаждают в эксикаторе над силикагелем до температуры (23±2) ^СС и взвешивают с погрешностью не более ±0.0002 г. Операцию прокаливания и взвешивания проводят до достижения тиглями постоянной массы £<>•

3.1.3.5.    В подготовленные по п. 3.1.3.4 тигли помещают пробы каждой из семи композиций. Количество параллельных проб каждой из композиций устанавливают в соответствия с п. 1.5.2. Исходную массу пробы (m₀<j) в граммах вычисляют по формуле

(15)

где Мои — масса пробы с тиглем по п. 3.1.3.2, г; gu— масса тигля по п. 3.1.3.4, г.

3.1.3.6.    Помещают тигли с пробами в термостат при температуре (350±3)°С и выдержка ют в течение (20±2) мин.

3.1.3.7.    Тигли с пробами извлекают из термостата, охлаждают в эксикаторе над силикагелем в течение 1 ч, взвешивают с погрешностью не более ±0,0002 г и определяют массу остатка по формуле

(16>

где Afr, — масса остатка пробы с тиглем, г.

3.1.3.8.    Вычисляют потерю массы каждой пробы каждой из композиций (Дm_l}) в граммах по формуле

Д •',/='"«/-'"у-    О⁷)

С. 12 ГОСТ 9.716-91

3.1.3.9.    Для каждой из композиций вычисляют среднюю ариф-Л5етическук> относительную потерю массы (Дт₍) по формуле

^я ДяI/»

2-^г-

,    (18)

/I

где « — число параллельных проб в каждой из композиций.

3.1.3.10.    Каждое из параллельных определений не должно отличаться от среднего арифметического более чем на 5% оти. Если расхождение более 5% оти., то испытания повторяют.

3.1.3.11.    Зависимость между средней арифметической потерей массы каждой из ком-потиций \т_{ и массозой долей пластификатора в ней (Р^ выражают уравнением

Р^аЬт^Ь,    (19)

где Pi — массовая доля пластификатора в каждой из стандартных композиций, %.

Коэффициент а и b уравнения (19) вычисляют методом наименьших квадратов по формулам:

Pi

(20)

7    7    _    7    _    7

2 Pi 2 <^)^J - 2 ь*1 2

b—fr-'-'-j-id-izl-,    (21)

⁷ _    /    ⁷ _ V

7 2(4*,)*- 2 Д"/

/-I    \<-i    /

где I — число композиций с различным содержанием пластификатора, f—I, 2..., 7.

3.1.3.12.    Коэффициенты а и Ь, определенные по формулам (20) н (21), подставляют в формулу (19) и для всех значений Р_{ вычисляют расчетные потери массы

3.1.3.13.    Проверяют отклонения экспериментальных значений Л/и,- от их расчетных значений А/я;(_Гаеч) в соответствии с пп. 1.4.8 и 1.49.

3.1.4. Проведение испытаний

3.1.4.1. Из исследуемого материала до и после старения готовят пробы в соответствии с п. 3.1.1. Старение проводят в соответствии с НТД.

ГОСГ 9.718-91 С 13

3.1.4.2. Проводят испытания проб материала, полученных по тт. 3.1.4.1, в соответствии с пп. 3.1.3.3 — 3.1.3.7 и вычисляют потерю массы каждой из параллельных проб исследуемого •материала (Амил) До и после старения по п. 3.1.3.8.

3.1.5. Обработка результатов

3.1.5.1.    Вычисляют среднюю арифметическую относительную потерю массы мз всех параллельных проб до и после старения по формуле

А*--¹-¹    .    (22)

fl

где п — число параллельных проб:

rtij — масса остатка в каждой из исследуемых проб материала, г;

Arrtmj — потеря массы каждой из параллельных проб, определенная по п. 3.1.3.8, г.

3.1.5.2.    Каждое из параллельных определений не должно отличаться от среднего арифметического з«>а‘>екня более чгм на 5% отн. Если расхождения более 5% оти., испытания повторяют.

3.1.5.3.    Вычисляют содержание пластификатора в исследуемом материале Р_т в процентах до и после старения по формуле

(23)

Значения о и Ь вычислены по формулам (20) и (21) соответственно.

3.1.5.4.    Изменение содержания пластификатора определяют по разности массовой доли пластификатора в исследуемом материале до и после его старения.

3.2. Метод динамической термогравлметрни

3.2.1.    Отбор образцов

3.2.1.1.    Подготовка проб — по пп. 1.2.1 и 1.2.2.

3.2.1.2.    Масса и количество параллельных проб для каждой из композиций в соответствии с ГОСТ 9.715, раод. 1.

3.2.2.    Аппаратура. Материалы. Реактивы

Аппаратура, материалы и реактивы — по ГОСТ 9.715, разд. 1.

3.2.3.    Подготовка к испытаниям

3.2.3.1. Изготовляют стандартные композиции материала с различным содержанием пластификатора в соответствии с пп. 3.1.3.1 л 3.1.3.2.

3.2.3 2. Подготовка термоанализатора к работе — по ГОСТ 9.715, разд. 1.

3.2.3.3.    Испытания проб стандартных композиций проводят на термоанализаторе в воздушной среде при скорости нагрева I0°C/v.hh до температу ры (350±0,5)°С.

С. 14 ГОСТ 0.716-91

3.2.3.4.    По термогравиметрическому графику определяют начальную массу каждой пробы каждой из стандартных композиций (т₀«) и массу остатка проб после нагревания до температуры (350±0,5)°С

3.2.3.5.    Проводят обработку данных испытаний проб стандартных композиций материала в ооответстсйад с пп. 3.1.3.8—3.1.3.10.

3.2.4.    Проведение испытаний

3.2.4.1.    Подготовка проб и испытания исследуемого материала до и после старения —■ по пп. 3.2.1,3.2.2; 3.2.3.1, 3.2.3.2, 3.2.3 3, 3.2.3.4.

Старение проводят в соответствии с НТД.

3.2.5.    Обработка результатов

3.2.5.1.    Вычисляют среднюю арифметическую относительную потерю массы исследуемого материала (Лт_шк) до и после старения по формуле

Лт„,

.    (24)

/I

где т_} — масса остатка пробы исследуемого материала, по п. 3.2.3.4, г;

Агпм,) — потеря массы каждой из параллельных проб исследуемого материала, по п. 3.1.3.8, г; п— число параллельных проб.

3.2.5.2.    Каждое из параллельных определений не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на 5% отн. Если расхождение более 5% отн., испытания повторяют.

3.2.5.3.    Вычисляют содержание пластификатора в исследуемой композиции (Р) в процентах до н после старения по формуле (23).

3.2.5.4.    Изменение содержания пластификатора в материале вследствие старения определяют по п. 3.1.5.4.

3.3. Результаты испытаний вносят в протокол, в котором должны быть указаны:

1)    наименование материала, тия и условное обозначение;

2)    наименование предприятия-изготовителя;

3)    номер партии и дата изготовления;

4)    марка термоанализатора;

5)    обозначение настоящего стандарта и метода испытаний;

6)    содержание пластификатора до и после старения;

7)    изменение содержанк-я пластификатора в материале;

8)    организация, предприятие, должность и фамилия лиц, проводивших испытания.

ГОСТ 9.716-91 С. 15

4. МЕТОД 4

Сущность метода заключается в нагревании образца материала в изотермических условиях в интервале температур три заданной продолжительности, при которых изменение массы образца происходит за счет процессов диффузионной десорбции пластификатора, выявлении кинетики диффузионной десорбции пластификатора в заданных условиях и прогнозировании на основе выявленных кинетических закономерностей изменения содержания пластификатора после заданной продолжительности старения.

Прогнозирование изменения оэдвржавия пластификатора в полимерном материале при термическом старении осуществляют для заданного соотношения поверхности и объема изделия.

4.1.    Образцы для испытаний

4.1.1.    Образцы для .испытаний изготовляют из материалов и изделий из них в виде пластин. Отношение поверхности образцов к их объему должно соответствовать этому соотношению в изделиях.

4.1.2.    Масса образца должна быть от 150 до 200 мг в зависимости от вида материала. Количество параллельных образцов п для каждого изрежимов иопытанмй устанавливают в соответствии с п. 1.5.2. Параллельные образцы для всех режимов испытаний должны быть равной массы с отклонением не более it 0,001 г.

4.2.    Аппаратура. Материалы. Реактивы

Аппаратура, материалы и реактивы — по п. 3.2.2.

Хроматограф газожидкостиый любого типа, снабженный пла-

менно-оюнизациомным детектором, аналитические колонки к нему из стекла «ли нержавеющей стали длиной 1 м.

Сорбент хроматографический для анализа пластификаторов.

Газ-носитель для хроматографии.

Петля накопительная на нержавеющей стали вместимостью 2 см* из комплекта хроматографа.

Термоанализатор в соответствии с ГОСТ 9.715 разд. I.

4.3.    Подготовка к испытаниям

4.3.1.    Подготовка термоанализатора к работе — по п. 3.2.3.2.

4.3.2.    Подготовка хроматографа и накопительной петли — в соответствии с инструкцией по эксплуатации хроматографа.

4.1.    Проведение испытаний

4.4.1.    Испытания проводят на термоанализаторе в изотермическим режиме в интервале температур, которые устанавливают экспериментально в зависимости от типа пластификатора, как указано в пп. 4.4.3—1.4.5.

4.4.2.    Содержание пластификатора в исследуемом материале (Ра. %) до испытаний определяют по методу 1. Массу пластифи-

С. J6 ГОСТ 9.716-91

кагора в каждом из параллельных образцов для ногатаииА при каждой температуре (go<j) вычисляют по формуле

(25)

где m₀i) — исходная масса каждого из параллельных образцов при каждой из температур испытаний, г; i— число температур, i-1.....7;

/—количество параллельных образцов, /«1,2.....п.

4.4.3.    Минимальная температура испытаний должна быть не менее 60*С.

4.4.4.    Максимальная температура испытаний не должна приводить к изменению массы материала, связанной с выделением летучих веществ вследствие процессов термодеструкцни.

Максимальную температуру испытаний устанавливают, как указано в пп. 4.4.4.1—4.4.4.12.

4.4.4.1.    Образцы для испытаний — по пп. 4.1.1, 4.1.2.

4.4.4.2.    Вычисляют массу пластификатора в каждом из параллельных образцов по формуле

100

(26)

где    ~    исходная    масса каждого из параллельных образцов,

взятых для испытаний при максимальной температуре.

Вычисляют среднюю арифметическую массу пластификатора в образцах, взятых для испытаний по п. 4.4.4.1, по формуле

(27)

4.4.4.3.    Образцы для испытаний взвешивают с погрешностью не более ±0.0002 г и помещают в ячейку — держатель термоанализатора, которую затем вводят в нагретый до предварительно заданной максимальной температуры (<Г_Ювх) блок термоанализатора.

Предварительно заданная максимальная температура испытаний должна быть на бО'С меньше температуры кипения исследуемого пластификатора.

Выдерживают образец в термоанализаторе при этой температуре (120±0,5) мин.

4.4.4.4.    По графику, полученному с использованием ТГ, определяют потерю массы каждым из параллельных образцов (Дл»/г_пи) и вычисляют среднюю арифметическую потерю массы образцами

ГОСТ 9.716-91 С 17

после испытаний при предварительно заданной максимальной температуре по формуле

а

я

Детг,

4.4.4.5.    Каждое из параллельных определений не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на 5% отн. Если расхождение более 5% отн., испытания повторяют.

4.4.4.6.    Каждый из испытанных по п. 4.4.4.3 образцов помешают в термоанализатор, соединенный с газожидкостным хроматографом через накопительную петлю, -нагревают образны со скоростью 20°С в мин в токе газа-носителя хроматографа до температуры кипения пластификатора и выдерживают при этой температуре в течение времени, при котором на хроматограмме исчезает пик, соответствующий данному пластификатору.

4.4.4.7.    По площади хроматографического пика, полученного по п. 4.4.4.6, используя формулу (2), вычисляют количество пластификатора, оставшегося в каждом из образцов после испытаний по п. 4.4.4.3 (g, r_m„ )• Вычисляют среднее арифметическое значение массы пластификатора (в граммах), оставшегося в образцах после испытаний по п. 4.4.4.3, по формуле

ч

л

(*>)

4.4.4.8.    Каждое из параллельных определений (Str_miX) не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на 5% отк. Если расхождения более 5% отн., испытания повторяют.

4.4.4.9.    Сравнивают сумму потерн массы образцом    н

массы остатка пластификатора (gr^ ) в образце после термообработки с исходным количеством пластификатора в образце, определенным по методу 1. Эта сумма должна удовлетворять неравенству

O.SSgor^ <*'ⁿr_taM+gr_m„ <£0^

Если сумма потери массы образцом Л^г_а11Х и остатка пластификатора в образце после термообработки при 7_гаах больше фактической массы пластификатора в образце gor,„определенной по формуле (25), то предварительно заданную максимальную температуру испытаний снижают на 10³С и вновь проводят испыта-

С. IS ГОСТ в.71в-91

яия по пп. 4.4.4.!—4.4.4.7 до тех пор, пока результаты эксперимента не будут удовлетворять неравенству (30).

Если эта сумма меньше 0,95 gor_mit, предельно заданную максимальную температуру испытаний повышают на 10°С и вновь проводят испытания по пп. 4.4.4.1—4.4.4.7 до тех пор, пока результаты эксперимента будут удовлетворять 'неравенству (30). Полученную температуру принимают за максимальную температуру испытаний.

4.4.5.    Устанавливают семь температур испытаний с градацией

Тдцх—Tata 6

4.4.6.    Каждый из образцов для каждой из температур испытаний, установленных по п. 4.4.5, взвешивают с погрешностью не более ±0,0002 г и помещают в ячейку-держатель термоанализатора, которую затем вводят в предварительно нагретый до каждой из заданных температур испытаний блок термоанализатора. Регистрируют на термоаналитических кривых процессы, происходящие в материале в течение (120±0,1) мин при заданной постоянной температуре.

Отсчет продолжительности выдержки образцов при заданной температуре начинают с момента установления этой температуры в образце.

4.5. Обработка результатов

4.5.1.    На графике, полученном по п. 4.4.6, отмечают время установления изотермического режима испытаний, соответствующую ему массу образца (т₀<>) и определяют изменяющуюся массу образца (nt_iif) за время изотермического напрем в течение

120 мин с градацией (5±0,1) мин. где f изменяется от 1 до 24.

4.5.2.    Вычисляют параметры процесса диффузионной десорбции лрн каждой из температур испытаний по формуле

-JC.i'V    ....

т_ш=т_ы/с ‘и/,    (31)

где Ki — константа скорости процесса диффузионной десорбции пластификатора при Т_и с^-1;

а,•/ — показатель степени;

пг₍ц—текущее значение массы образца через каждые (5± ±0,1) мин нагрева, мг;

m<nj— масса каждого образца до испытаний;

т<//— продолжительность испытаний по п. 4.4.5.

Формулу (31) записывают в логарифмическом виде

In In — = InКЖ,In    (32)

Miff

ГОСТ ft.7tG—®t С. 19

Значение cnj и \t\Ki при каждой температуре для каждого из образцов вычисляют методом наименьших квадратов по формулам:

2ч2 1ПТ(|/1П 1st-— 2 In *!// 2 Inin-

«,—I=!—-HSL -г=!-52L,    (в)

Ч    2<    /    24    \    3    ’    ⁴    '

24    / 24    \    J

24 2 On ^xljf)²~- ( 2 I" V)/ ) /-1    V/-I /

4.5.3.    Подставляют значения к ln/C«-. полученные по формулам (33) и (34), в уравнение (32) н вычисляют расчетные значения ШцНрайЧЬ

4.5.4.    Проверяют отклонение экспериментальных значений т,ц от их расчетных значений тцц_рвсч) в соответствии с яп 1.4.8. 1.4.9.

4.5.5.    Вычисляют среднее значение а по формуле

7 п

2 2 Lu

•    <*>

Каждое из значений а« не должно отличаться от среднего арифметического значения более чем на 10% отн. Если расхождение более 10% отн., то испытания повторяют.

4.5.6.    Зависимость между константой скорости процесса диффузионной десорбции (/Ci) и температурой испытаний (7\) описывают уравнением

In/Cj—In/Со—|---(36)

где Ко—предэкспоненциальный множитель;

£— коэффициент температурной зависимости процесса диффузионной десорбции, кДж/моль;

Г,— температура испытаний. К;

R— универсальная газовая постоянная — 8314 Дж/моль-К.

4.5.7.    Знамение Е к К₀ вычисляют методом наименьших квадратов по формулам:

⁷ I .. L 1 ⁷

⁷ 2 —Mi— 2 —=— 2 «паг,

^Т‘ ,    (37,

зЬгММ)’

С. 20 ГОСТ 9.718-91

4.5.8.    Прогнозирование изменения содержания пластификатора в полимерном изделии и (или) эксплуатации материала (Л#оропь %) проводят при эквивалентной температуре Г», определяемой по ГОСТ 9.707 (приложение 5) для заданной продолжительности старения то.

Вычисляют Кг_з при эквивалентной температуре Т₉ по формуле (36).

Вычисляют Agn? от по формуле

^_Я=(1-Л^).100,    (39)

где Кг, — константа скорости процесса диффузионной десорбции при Г* К:

То—заданная продолжительность старения, для которой проводят прогнозирование изменения содержания пластификатора, сут; а — по п. 4.7.5.

4.5.9.    Результаты испытаний вносят в протокол, в котором должны быть указаны:

1)    наименование и марка материала:

2)    наименование и марка пластификатора;

3)    завод — изготовитель материала;

4)    номер партии и дата изготовления;

5)    условия хранения или эксплуатации;

6)    обозначение НТД на метод испытаний;

7)    содержание пластификатора до старения материала;

8)    прогнозируемое содержание пластификатора после заданной продолжительности старения.

4.5.10.    Держателем программы автоматизированной обработки результатов испытаний по методу 4 является НПО «ВНИИКП*.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1.    Требования безопасности труда — по ГОСТ 12.1.007, ГОСТ •12.1.019, ГОСТ 12.3.002 и ГОСТ 12.3.019.

5.2.    Требования пожарной безопасности — по ГОСТ 12.1.004.

5.3.    Метеорологические условия, уровень звукового давления, уровни звука и содержание вредных примесей в рабочей зоне помещений для испытаний не должны превышать норм, установленных СП-245— 71 и утвержденных Госстроем СССР.

ГОСТ 9.716—в 1 С. 21

ПРИЛОЖЕНИЕ

Спраоочно€

ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ СЕЛЕКТИВНЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ ПФ И СОРБЕНТОВ ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА

С. 22 ГОСТ 9.716-91

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным Комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам

РАЗРАБОТЧИКИ

X. Н. Фидлер, канд. техн. наук; В. В. Скрибачилин, канд. техн. наук; Р. П. Брагинский, канд. тех», наук; К. 3. Гумар-галиева, канд. хим. наук; J1. П. Котова; Д. В. Замбахкдзс, канд. техн. наук; О. А. Хачатурова; А. А. Рыжков, канд. хим. наук; А. И. Соловьев, Т. В. Головина

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 22.03.91 ЛЬ 317

3.    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ: