ГОСТ 9.717-91 Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы полимерные. Метод определения массовой доли химически и физически связанной воды

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЕДИНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ И СТАРЕНИЯ

МАТЕРИАЛЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ
ХИМИЧЕСКИ И ФИЗИЧЕСКИ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ

ГОСТ 9.717-91

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Единая система защиты от коррозии и старения

МАТЕРИАЛЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

Метод определения массовой доли химически и физически связанной воды

Unified system of corrosion and ageing protection.

Polymeric materials. Method of determining the mass
portion of chemically and physically bound water

ГОСТ
9.717-91

Дата введения 01.01.92

Настоящий стандарт распространяется на полимерные материалы и изделия из них (материалы) и устанавливает метод определения массовой доли химически и физически связанной воды.

Массовую долю химически связанной воды в материале определяют по разности массовой доли общего содержания воды и массовой доли физически связанной воды.

Для определения общего содержания воды в образце материала используют электрометрическое титрование с применением реактива Фишера или кулонометрический способ.

Для определения физически связанной воды образцы материала подвергают сушке над пятиокисью фосфора при комнатной температуре.

Метод применяют для оценки влагосодержания материала, а также изменения массовой доли химически связанной воды при старении.

Выбор метода определения общего содержания воды и дополнительные условия испытаний предусмотрены в нормативно-технической документации на материал.

Термины, применяемые в стандарте, и пояснения к ним приведены в приложении 1.

1 . ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕАКТИВА ФИШЕРА

Определение основано на химическом взаимодействии воды, содержащемся в материале, с реактивом Фишера в среде метано ла или других растворителей, не реагирующих с реактивом Фишера.

Диапазон определяемого общего содержания воды 0,005 - 80 %.

При определении воды в материале на основе полиамидных и (или) карбамидных полимеров, а также других полимеров, реагирующих с обычным реактивом Фишера, в качестве растворителя применяют N 1 N - диметилформамид, метилцеллозольв, пиридин или другие инертные растворители, а также реактив Фишера измененного состава, в мотором метанол заменен метилцеллозольвом или N 1 N -диметилформамидом. В зависимости от типа анализируемого материала выбирают растворитель и реактив Фишера по приложению 2.

Примечание . Общее содержание воды включает как химически, так и физически связанную воду в материале (свободная, кристаллизационная и окклюдированная).

1.1 . Отбор образцов

1.1.1 . Образцами для испытаний являются навески, полученные из того места материала или изделия из него, влагосодержание которого необходимо определить. Навески материала скалывают или срезают с помощью любого режущего инструмента. Метод получения образца не должен вызывать изменение влагосодержания материала.

1.1.2 . Количество параллельных образцов на одну экспериментальную точку для определения массовой доли воды устанавливают в соответствии с ГОСТ 9.707 , приложение 3 . Если относительная ошибка и вероятность попадания среднего арифметического значения массовой доли воды в доверительный интервал не задается, то количество параллельных образцов на одну экспериментальную точку должно быть не менее пяти.

1.1.3 . Массу образца исследуемого материала m пм и относительную погрешность определения устанавливают в соответствии с табл. 1 .

Таблица 1

Предполагаемое содержание воды в образце, %

m пм , г

Относительная погрешность определения воды, %

0,005 - 0,05

Не менее 20

±5

0,05 - 0,10

15 - 10

±4

Св. 0,10 до 1,00

10 - 5

±4

» 1,00 » 10,00

5 - 0,5

±4

» 10,00

Не менее 0,05

±4

Массу образца устанавливают, исходя из того, что расход реактива Фишера для определения содержания воды должен быть от 3 до 8 см3. Для этого проводят предварительные испытания по определению этого расхода.

1.1.4 . Взвешивают образцы на часовом стекле, определяют массу образцов m пм по разности масс часового стекла с навеской материала и чистого стекла, доведенного до постоянной массы сушкой при температуре (105 ± 2) °С.

1.2 . Аппаратура, реактивы и растворы

1.2.1 . Прибор для экстрагирования воды и измельчения образца материала в растворителе, обеспечивающий высокую степень измельчения образца в условиях, исключающих попадание атмосферной влаги в подготовленную пробу, а также обеспечивающий электрометрическое титрование воды реактивом Фишера.

Рекомендуемая схема прибора приведена на черт. 1.

Прибор для экстрагирования воды и измельчения образца материала в растворителе

1 - стеклянный сосуд для помола образцов, экстракции и титрования; 2 - штатив; 3 - мотор высокоскоростной мешалки; 4 - вал мешалки; 5 - пробка из нержавеющей стали или фторопласта 4; 6 - полая пробка на шлифе для внесение образца; 7 - штуцер для введения растворителя; 8 - баллон с азотом; 9 - осушитель азота; 10 - трубка для ввода сухого азота; 11 - платформа; 12 - осушительная склянка; 13 - резиновая груша; 14 - склянка с реактивом Фишера; 15 - микробюретка; 16, 17 - осушительные трубки; 18 - насадка с капилляром; 19 - электроды из платиновой фольги по ГОСТ 2401; 20 - микроамперметр на 100 мА; 21 - потенциометр сопротивления на 9 - 10 кОм; 22 -источник постоянного тока на 1,5 В; 23 - выключатель

Черт. 1

Прибор состоит из стеклянного сосуда вместимостью 500 см3 и высокоскоростной мешалки с регулируемой скоростью вращения от 300 до 18000 мин-1. Вал мешалки и лопасти выполняют из металла, не реагирующего с реактивом Фишера. Лопасти мешалки выполняют в виде ножей. Вал мешалки проходит через отверстие в пришлифованной к сосуду пробке из нержавеющей стали или фторопласта 4, обеспечивающей герметичность затвора. Для предупреждения попадания в сосуд влажного воздуха в него под небольшим избыточным давлением (3 - 4 мм рт. ст.) с помощью баллона и осушителя подается сухой азот с расходом 10 - 15 см3/мин. Штуцер после подачи растворителя запирается осушительной трубкой на шлифе. Образец в виде навески подают в сосуд с помощью поворота полой пробки на шлифе. Воду, экстрагированную из образца, титруют с помощью микробюретки и насадки с капилляром. Точку эквивалентности определяют электрометрически с погрешностью не более ±5 % в диапазоне определения воды 0,0002 - 0,05 % и ±4 % в диапазоне определения воды 0,05 - 80 % (по массе).

1.2.2 . Азот газообразный технический по ГОСТ 9293 , предварительно осушенный пропусканием через колонки, наполненные силикагелем и ангидроном, с содержанием воды не более 5 мкг/г.

1.2.3 . Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 .

1.2.4 . Метанол-яд по ГОСТ 6995 с массовой долей воды не более 0,05 %. При большем содержании воды метанол обезвоживают следующим образом: в круглодонную колбу вместимостью 1 дм3, снабженную обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, помещают 5 г магния в стружке, 0,5 г йода и приливают 250 - 300 см3 метанола. Если водород при этом выделяется слабо, смесь слегка нагревают на водяной бане до полного растворения магниевых стружек. Через обратный холодильник приливают 500 - 600 см3 метанола и кипятят смесь в течение 30 мин. После этого метанол перегоняют, используя елочный дефлегматор, в приемник, снабженный хлоркальциевой трубкой, и собирают фракцию, кипящую от 64 до 65,5 °С при давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.).

При перегонке соблюдают меры предосторожности против попадания атмосферной влаги в метанол.

Допускается получать обезвоженный метанол другими методами, гарантирующими содержание воды не более указанного.

1.2.5 . Магний металлический первичный в чушках по ГОСТ 804 , измельченный в мелкую стружку.

1.2.6 . Йод по ГОСТ 4159 , ч. д. а.

1.2.7 . Калия гидроокись по ГОСТ 24363 .

1.2.8 . Пиридин по ГОСТ 13647 с массовой долей воды не более 0,05 %.

При большем содержании воды пиридин обезвоживают следующим образом: 1 дм3 пиридина кипятят с 150 - 200 г гидроокиси калия около 30 мин в круглодонной колбе вместимостью 2 дм3, снабженной обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой. Затем заменяют обратный холодильник прямым и перегоняют пиридин. В приемник, снабженный хлоркальциевой трубкой, собирают фракцию, кипящую от 114 до 116 °С при давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). При перегонке соблюдают меры предосторожности против попадания в пиридин атмосферной влаги.

Допускаются другие способы обезвоживания пиридина, гарантирующие содержание воды не более установленного.

1.2.9 . Эфир монометиловый этиленгликоля (метилцеллозольв) по ТУ 6-09-4398, х. ч., с массовой долей воды не более 0,05 %. При большем содержании воды его обезвоживают перегонкой при 124,3 °С и давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). Первые порции дистиллята отбрасывают до установления стабильной температуры отгонки. При перегонке соблюдают меры предосторожности против попадания в метилцеллозольв атмосферной влаги.

1.2.10 . N , N -диметилформамид по ГОСТ 20289 , х. ч., с массовой долей воды не более 0,05 %. При большем содержании воды его обезвоживают перегонкой при температуре от 152,5 до 154,0 °С и давления 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). Первые порции дистиллята отбрасывают до установления стабильной температуры отгонки и соблюдают меры предосторожности против попадания в N , N -диметилформамид атмосферной влаги.

1.2.11 . Диоксан по ГОСТ 10455 , ч. д. а., с массовой долей воды не более 0,05 %. При большем содержании воды его обезвоживают перегонкой при температуре 101,3 °С и давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.) над металлическим натрием в токе сухого азота. Первые порции дистиллята отбрасывают до установления стабильной температуры отгонки. Обезвоженный диоксан хранят в темной склянке в атмосфере азота.

1.2.12 . Этиленгликоль по ГОСТ 10164 , ч. д. а., с массовой долей воды не более 0,05 %. При большем содержании воды его обезвоживают перегонкой при температуре 197,8 °С и давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). Первые порции дистиллята отбрасывают до установления стабильной температуры отгонки и соблюдают меры предосторожности против попадания атмосферной влаги.

1.2.13 . Хлороформ, х. ч., по ТУ 6-09-800, с массовой долей воды не более 0,05 %. При большем содержании воды его обезвоживают перегонкой при температуре 61,1 °С и давлении 0,101 МПа (760 мм рт. ст.). Первые порции дистиллята отбрасывают до установления стабильной температуры отгонки и соблюдают меры предосторожности против попадания атмосферной влаги.

1.2.14 . Ангидрид сернистый по ГОСТ 2918 .

1.2.15 . Кальций хлористый свежепрокаленный по ТУ 6-09-4711.

1.2.16 . Магний хлорнокислый безводный (ангидрон), ч., по ТУ 6-09-3880.

1.2.17 . Натрий виннокислый 2-водный, ч. д. а., по ТУ 6-09-5400.

1.2.18 . Натрий уксуснокислый 3-водный, х. ч., по ГОСТ 199 .

1.2.19 . Реактив Фишера обычного состава, ч. д. а., по ТУ 6-09-1487 или по приложению 2 .

1.2.20 . Натрий металлический по ТУ 6-09-356, ч. д. а.

1.2.21 . Смазка ЦИАТИМ-205 по ГОСТ 8551 или смазка вакуумная.

1.2.22 . Электросекундомер по ТУ 25-1801-205 или секундомер.

1.2.23 . Весы лабораторные аналитические одноплечные с погрешностью взвешивания не более ±0,00005 г.

1.2.24 . Ткань хлопчатобумажная по ГОСТ 7617.

1.3 . Подготовка к испытаниям

1.3.1 . Для проведения испытаний составляют программу, в которой указывают:

наименование и марку материала или изделия, способ и дату изготовления;

цель испытаний;

определяемый вид связанной воды;

условия испытаний;

тип аппаратуры;

перечень используемых при испытаниях стандартов или технических условий;

обозначение настоящего стандарта.

3.3.2 . Определяют растворимость полимерной основы испытуемого образца в инертных по отношению к реактиву Фишера растворителях (метанол, N , N -диметилформамид, диоксан, метилцеллозольв, пиридин, этиленгликоль, хлороформ и т.п.).

1.3.3 . Устанавливают титр реактива Фишера (Т), т.е. массу воды в миллиграммах, соответствующую 1 см3 реактива Фишера, как указано в пп. 1.3.3.1 - 1.3.3.2 .

1.3.3.1 . В стеклянный сосуд прибора (черт. 1 ) через штуцер 7 вводят 100 см3 обезвоженного растворителя, который устанавливают в зависимости от типа материала в соответствии с приложением 2. Закрывают штуцер 7 осушительной трубкой на шлифе 17. Собирают остальные составляющие прибора на шлифах и через систему осушения азота и трубку 10 пропускают сухой азот. Затем электрометрически оттитровывают воду, находящуюся в растворителе и на стенках сосуда, реактивом Фишера с помощью микробюретки. Сначала реактив Фишера подается в сосуд со скоростью 1 капля в 1 с. При этом стрелка микроамперметра отклоняется незначительно от нулевого деления. Когда стрелка микроамперметра начинает сильно колебаться, реактив Фишера добавляют со скоростью 1 капля в 5 с, а при приближении к точке эквивалентности - со скоростью 1 капля в 10 с. Титрование проводят при скорости вращения мешалки 300 мин-1. Титрование прекращают, когда стрелка микроамперметра установится на делении шкалы, значительно отличающемся от нуля, и продержится на этом делении в течение 30 с. Прибавление одной-двух капель реактива Фишера не должно менять положение стрелки микроамперметра и их объем в расчетах не учитывают.

1.3.3.2 . В оттитрованную смесь через штуцер 7 вносят точную навеску 2-водного виннокислого натрия или 3-водного уксуснокислого натрия или 1 каплю дистиллированной воды. Массу этих веществ берут в таком количестве, которое соответствует 5 - 8 см3 реактива Фишера и снова титруют, как указано в п. 1.3.3.1 .

Фиксируют объем реактива Фишера ( V ), израсходованный на: титрование. Объем реактива определяют по разности показании микробюретки до и после титрования.

Массу капли воды m в вычисляют по разности масс предварительно взвешенной капельницы с водой m кв и капельницы, взвешенной после истечения из нее в колбу для титрования одной капли воды m к . Взвешивание проводят с погрешностью не более ±0,00005 г.

После введения навески штуцер 7 закрывают осушительной трубкой на шлифе 17.

Титр реактива Фишера (Т1) в мг/см3, по воде вычисляют по формуле

Т1 = ,                                                       ( 1)

где m в = m кв - m к - масса капли воды, г;

V - объем реактива Фишера, израсходованного на титрование, см3;

1000 - нормирующий коэффициент.

Титр реактива Фишера по 3-водному уксуснокислому натрию (Т2) в мг/см3, вычисляют по формуле

Т2 = ,                                                      ( 2)

где m ун - масса уксуснокислого натрия, г;

V - объем реактива Фишера, израсходованного на титрование навески, см3;

2 ,52 и 1000 - нормирующие коэффициенты.

Титр реактива Фишера по 2-водному виннокислому натрию (Т3), в мг/см3, вычисляют по формуле

Т3 = ,                                                      ( 3)

где m вн - масса виннокислого натрия, г;

V - объем реактива Фишера, израсходованного на титрование навески, см3;

6 ,36 и 1000 - армирующие коэффициенты.

За результат определения Т1, Т2 или Т3 принимают среднее арифметическое результатов не менее трех параллельных соответствующих определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,005 мг/см3.

1.3.3.3 . Титр реактива Фишера проверяют при непрерывной работе ежедневно перед применением (при использовании метилцеллозольва - один раз в трое суток).

1.4 . Проведение испытаний.

1.4.1 . Собирают прибор в соответствии с черт. 1 . Через штуцер 7 вводят в сосуд 100 см3 растворителя и закрывают его осушительной трубкой. В полую трубку помещают навеску материала. Через трубку 10 и систему осушения азота в сосуд под давлением пропускают сухой азот. Оттитровывают воду, находящуюся в растворителе и на стенках сосуда, реактивом Фишера с помощью микробюретки в соответствии с п. 1.3.3.1 . Поворотом полой пробки вводят навеску материала в сосуд и включают мешалку 4 на скорость 15000 - 18000 мин-1. Помол навески и растворение продолжают в течение 15 мин, после чего мешалку 4 переключают на скорость 300 мин-1 и проводят электрометрическое титрование воды, экстрагированной из образца, в соответствии с п. 1.3.3.1 . Фиксируют объем реактива Фишера ( V , см3), израсходованного на титрование.

1.4.2 . Для труднорастворимых материалов продолжительность помола и экстрагирования воды устанавливают в предварительном эксперименте на нескольких параллельных пробах. Испытания проводят до тех пор, пока результаты двух последовательных измерений будут отличаться друг от друга не более чем на 5 % отн.

1.4.3 . Результаты испытаний записывают в протокол, форма которого приведена в приложении 3 .

1.5 . Обработка результатов

Массовую долю воды (общее содержание) (Хос) в процентах вычисляют по формуле

Хос = ,                                                         ( 4)

где V - объем реактива Фишера, израсходованного на титрование, по п. 1.4.1, см3;

Т ( T 1 , Т2, Т3) - титр реактива Фишера, по п. 1.3.3.2, мг/см3;

m пм - масса образца, по п. 1.1.4, г;

100 и 1000 - нормирующие коэффициенты.

За результат определения принимают среднее арифметическое результатов всех параллельных проб. Допускаемое расхождение между результатами, полученными на параллельных пробах, и средним арифметическим не должно превышать 5 % отн. Если расхождение более 5 % отн., испытания повторяют.

2 . ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

Диапазон определяемого содержания воды 0,05 - 80 %.

Относительная погрешность определения составляет ±2 % при содержании воды в материале 0,005 - 0,01 %. При более высоком содержании воды точность определения возрастает. Относительная погрешность определения при содержании воды, близком к 80 %, не более ±0,1 %.

Кулонометрический способ определения воды основан на том, что при нагревании из образца материала испаряется вода, пары которой с помощью нейтрального газа-носителя переносятся в электролитическую ячейку, в которой молекулы воды разлагаются на ионы, и определяют количество электричества, израсходованное на этот процесс.

Количество электричества, необходимое для электролиза 1 мкг воды, служит базой для расчета общего количества воды в образце.

Примечание . Кулонометрический способ распространяется на материалы, в которых при нагревании при заданной температуре не происходят процессы, приводящие к образованию дополнительного количества воды.

2.1 . Отбор образцов

2.1.1 . Образцами для испытаний являются навески, полученные из того места материала или изделий, влагосодержание которого необходимо определить. Навески скалывают или срезают с помощью любого режущего инструмента. Метод получения образца не должен вызывать изменения влагосодержания материала.

2.1.2 . Количество параллельных образцов - в соответствии с п. 1.1.2 .

2.1.3 . Массу образцов m пм определяют в соответствии с табл. 2 на основе предварительных испытаний.

2.2 . Аппаратура, реактивы и растворы

2.2.1 . Установка для определения массовой доли воды кулонометрическим способом, принципиальная схема которой приведена на черт. 2 .

2.2.1.1 . Установка состоит из узла подготовки газа-носителя (1, 2, 3), нагревательной печи (4), в которую вводят фарфоровую лодочку с образцом, электролитической ячейки (6) и измерительной электронной части для записи результатов испытаний.

Таблица 2

Предполагаемое содержание воды в образцах, %

Масса образца m пм , г

От 0,0105 до 0,010

2,00

» 0,010 » 0,500

0,50

» 0,500 » 1,000

0,15

» 1,000 » 5,000

0,08

» 5,000 » 10,000

0,04

» 10,000 » 30,000

0,02

Св. 30,00

0,01

Вода, испаряемая из образца, находящегося в фарфоровой лодочке, помещенной в печь, с помощью газа-носителя поступает в электролитическую ячейку, состоящую из U -образной трубки с платиновыми электродами, между которыми помещена пленка пятиокиси фосфора (Р2О5) толщиной (0,5 ± 0,05) мм. При этом пятиокись фосфора, являющаяся диэлектриком, превращается в фосфорную кислоту, являющуюся проводником. К платиновым электродам подводят постоянное напряжение 50 - 60 В, в результате чего происходит разложение молекул воды на продукты электролитического разложения воды Н+ и О-.

Принципиальная схема установки для анализа содержания влаги кулонометрическим методом

1 - расходомер газа-носителя; 2 - осушитель газа; 3 - редуктор; 4 - печь; 5 - нагреватель печи с регулятором температуры; 6 - электролитическая ячейка; 7 - источник питания электролитической ячейки; 8 - аналого-цифровой преобразователь; 9 - дисплей

Черт. 2

2.2.1.2 . Блок-схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП), приведена на черт. 3 .

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с дисплеем

1 - электролитическая ячейка; 2 - интегратор; 3 - конденсатор; 4 - разрядное устройстве 5 - компаратор; 6 - мультивибратор; 7 - тригер; 8 - цифровой дисплей; 9 - сопротивление

Черт. 3

АЦП установки для определения количества воды кулонометрическим способом функционирует следующим образом: через электролитическую ячейку протекает ток, пропорциональный количеству поглощенной воды, испаренной из образца. Он создает на сопротивлении падение напряжения.

В зависимости от количества воды и продолжительности ее разложения на конденсаторе интегратора образуется заряд, соответствующий количеству электричества, необходимого для разложения 0,1 мкг воды. Этот заряд формирует с помощью компаратора исходное напряжение прямоугольного вида для запуска мультивибратора. На выходе мультивибратора напряжение, полученное при разложении 0,1 мкг воды, формирует единичный импульс, который поступает как в счетчик дисплея 8, так и на тригер 7, управляющий транзистором разрядного устройства 4.

Сразу же после единичного импульса конденсатор разряжается и готов принять новый заряд, эквивалентный следующей порции воды в количестве 0,1 мкг.

2.2.2 . Весы лабораторные аналитические одноплечные с предельно допустимой погрешностью взвешивания ±0,00005 г.

2.2.3 . Азот по п. 1.2.2 .

2.2.4 . Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 .

2.2.5 . Фосфора пятиокись по ТУ 09-4173, х. ч.

2.2.6 . Капилляры стеклянные с внутренним диаметром 0,03 - 0,04 мм, длиной (20 ± 1) мм.

2.2.7 . Эксикатор по ГОСТ 25336 .

2.3 . Подготовка к испытаниям

2.3.1 . Для проведения испытания составляют программу в соответствии с п. 1.3.1 .

2.3.2 . Установку для определения содержания воды в материале калибруют известным количеством воды. Для этого вместо образца в лодочку закладывают калиброванный капилляр, в котором содержится известное количество воды.

2.3.3 . Лодочку для образцов предварительно тщательно моют и просушивают при температуре (150 ± 2) °С, взвешивают до достижения постоянной массы с точностью ±0,00005 г. Между взвешиваниями лодочку охлаждают в эксикаторе, на дно которого уложен слой пятиокиси фосфора толщиной 2 см.

2.3.4 . Высушивают капилляр диаметром 0,03 - 0,04 мм, длиной 20 ± 1 мм до постоянной массы m 1 в соответствии с п. 2.3.3 .

2.3.5 . Наполняют капилляр дистиллированной водой, протирают фильтровальной бумагой, пинцетом переносят на чашку аналитических весов и определяют его массу m 2 с точностью ±0,00005 г. Массу воды m в в миллиграммах вычисляют по формуле

m в = m 2 - m 1 .                                                              ( 5)

2.3.6 . В лодочку для образцов, подготовленную по п. 2.3.3 , помещают капилляр с водой по п. 2.3.5 и вводят ее в печь 4 установки. Включают подогрев до (120 ± 2) °С. После достижения этой температуры через установку в течение 30 мин пропускают осушенный газ-носитель со скоростью (70 ± 1) см3/мин. По дисплею определяют количество импульсов Ск, соответствующее количеству воды в капилляре.

2.3.7 . Вычисляют постоянную установки (К) в мкг × % по формуле

К = × 100,                                                              ( 6)

где Ск - число импульсов, соответствующее количеству воды, содержащейся в капилляре, зарегистрированных по п. 2.3.6.

2.4 . Проведение испытаний

2.4.1 . Образец материала, отобранный по п. 2.1.3 , взвешивают с предельно-допустимой погрешностью ±0,00005, помещают в предварительно высушенную по п. 2.3.3 лодочку для образцов и быстро вводят ее в печь 4. Включают подогрев печи и пропускают осушенный газ-носитель (азот) со скоростью (70 ± 1) см3/мин.

После достижения температуры (120 ± 2) °С продувают установку газом-носителем в течение 30 мин.

2.4.2 . По дисплею определяют количество импульсов С, соответствующее количеству воды в образце.

2.4.3 . Результаты испытаний записывают в протокол, форма которого приведена в приложении 3 .

2.5 . Обработка результатов

2.5.1 . Массовую долю воды (Хос) в процентах вычисляют по формуле

Хос = ,                                                             ( 7)

где С - число импульсов, зарегистрированных на дисплее установки, по п. 2.4.2;

m пм - масса образца по п. 2.1.3, мг;

К - постоянная установки по п. 2.3.7.

2.5.2 . За результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов всех параллельных проб. Допускаемое расхождение результатов, полученных на параллельных пробах, и средним арифметическим значением не должно превышать 5 % отн. Если расхождение более 5 % отн., испытания повторяют.

3 . ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ ФИЗИЧЕСКИ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ

Диапазон определяемого содержания воды 0,005 - 99 %.

3.1 . Отбор образцов

3.1.1 . Отбор образцов - по пп. 1.1.1 - 1.1.2 .

Массу образца устанавливают по п. 1.1.3, табл. 1.

3.2 . Аппаратура, материалы, реактивы

3.2.1 . Установка для измельчения полимерных материалов при отрицательных температурах, рекомендуемая схема которой приведена на черт. 4 .

Установка состоит из вибрационного узла 1 и разборной гильзы 2 на резьбе из нержавеющей стали, которая заполнена измельчающими телами в виде стальных шариков диаметром 5 - 6 мм. Размер гильзы должен обеспечивать размещение в ней навески образца и необходимого количества шариков для помола, при этом гильза должна быть заполнена не более чем на половину объема. Конструкция гильзы должна обеспечивать ее герметичность в процессе помола и разборку с выгрузкой продукта помола.

3.2.2 . Холодильник, обеспечивающий возможность охлаждения установки для измельчения до температуры не менее чем на (10 ± 2) °С ниже температуры стеклования материала (обычно не ниже чем до минус 50 °С).

Установка для измельчения полимерных материалов

1 - вибрационный узел; 2 - разборная гильза; 3 - измельчающие тела; 4 - электромагнит; 5 - стержень; 6 - пружины

Черт. 4

3.2.3 . Весы лабораторные аналитические одноплечные с погрешностью взвешивания не более ±0,00005 г.

3.2.4 . Фосфора пятиокись по ТУ 6-09-4173, х. ч.

3.2.5 . Силикагель по ГОСТ 3956 .

3.2.6 . Термостат, обеспечивающий температуру нагрева до 150 °С.

3.2.7 . Эксикатор по ГОСТ 25336 , диаметром 180 мм.

3.2.8 . Металлическая бюкса с притертой крышкой.

3.2.9 . Сито по ГОСТ 6613 .

3.2.10 . Перчатки из хлопчатобумажной ткани по ГОСТ 7617.

3.3 . Подготовка к испытаниям

3.3.1 . Для проведения испытаний составляют программу в соответствии с п. 1.3.1 .

3.3.2 . В пространстве весов, где размещена чашка для взвешивания, помещают пористые мешочки с сухим силикагелем. Масса силикагеля не менее 300 г.

Для восстановления влагосодержания силикагель через каждые 3 сут высушивают при температуре (150 ± 2) °С в течение 4 ч.

3.3.3 . Гильзу и измельчающие тела тщательно моют, помещают в термостат при температуре (110 ± 2) °С, сушат до постоянной массы и определяют массу гильзы с измельчающими телами m 1 взвешиванием с предельно допустимой погрешностью не более ±0,00005 г. Затем в гильзу вводят образец материала и собирают ее на резьбе. Определяют массу гильзы с измельчающими телами и образцом m 2 взвешиванием с погрешностью не более ±0,00005 г. Массу образца m пм определяют по формуле

m пм = m 2 - m 1 .                                                             ( 8)

3.3.4 . Гильзу с образцом вставляют в установку, которую затем помещают в холодильник. После охлаждения гильзы с образцом до температуры не менее чем на (10 ± 2) °С ниже температуры стеклования материала, включают вибрационный узел и проводят помол образца в течение 10 - 15 мин. Условия охлаждения гильзы должны компенсировать разогрев системы с целью поддержания заданной температуры при помоле.

3.3.5 . Бюксу с притертой крышкой предварительно высушивают до постоянной массы m 3 при температуре (110 ± 2) °С; погрешность взвешивания не более ±0,00005 г.

3.4 . Проведение испытаний

3.4.1 . Гильзу в собранном виде извлекают из установки и разбирают над открытой металлической бюксой. Содержимое гильзы высыпают в бюксу и туда же помещают разобранную гильзу; бюксу закрывают крышкой.

3.4.2 . Определяют массу металлической бгоксы с крышкой и помещенными в нее продуктами помола и гильзой m 4 с предельно допустимой погрешностью не более ±0,00005 г.

3.4.3 . Металлическую бюксу с открытой крышкой и помещенными в нее разобранной гильзой и продуктом помола помещают на вкладыш эксикатора, на дно которого уложен слой пятиокиси фосфора толщиной 2 - 3 см. Эксикатор герметично закрывают крышкой. Все операции по сборке и разборке гильзы и металлической бюксы проводят в перчатках.

3.4.4 . Бюксу извлекают из эксикатора через 3 ч, закрывают крышкой и взвешивают с погрешностью не более ±0,00005 г.

Операцию сушки в эксикаторе и взвешивания повторяют до достижения постоянной массы m 5 при температуре (23 ± 5) °С; погрешность взвешивания не более ±0,00005 г.

3.5 . Обработка результатов

Массовую долю физически связанной воды в образце материала (Хфс) в процентах вычисляют по формуле

Хфс = × 100,                                              ( 9)

где m 2 - масса гильзы, измельчающих тел и образца, г;

m 3 - масса металлической бюксы с крышкой, г;

m 5 - масса образца, гильзы с измельчающими телами и металлической бюксой, г;

m пм - масса образца до испытаний, г.

3.5.1 . За результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов всех параллельных проб. Допускаемое расхождение между результатами, полученными на параллельных пробах, и средним арифметическим значеньем не должно превышать 5 % отн. Если расхождение более 5 % отн., испытания повторяют.

4 . ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ

Массовую долю химически связанной воды в материале ( , %) вычисляют по формуле

 =  - ,                                                         ( 10)

где  - среднее арифметическое значение массовой доли воды (общее содержание воды), определенное по разд. 1 или 2;

 - среднее арифметическое значение массовой доли физически связанной воды, определенное по разд. 3.

5 . ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1 . Требования безопасности - 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 СН-245 и утвержденных Госстроем СССР.

5.4 . Все операции с реактивом Фишера необходимо проводить в вытяжном шкафу.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ, И ПОЯСНЕНИЯ К НИМ

Термин

Пояснение

1. Химически связанная вода

Вода, молекулы которой входят в химический состав вещества и которая освобождается лишь при химическом взаимодействии или термодеструкции

2. Физически связанная вода

Вода, которая не входит в химический состав вещества и может состоять из свободной, капиллярной, стыковой воды микропор и адсорбционной воды

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

ПЕРЕЧЕНЬ РАСТВОРИТЕЛЕЙ И МЕТОДИКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕАКТИВА ФИШЕРА

Таблица

Наименование материала

Растворитель

Применяемый реактив Фишера

Растворимость

1. Фенолформальдегидные смолы

Метанол

Обычного состава по ТУ 6-09-1487

Набухают

2. Эпоксидные смолы

Пиридин с метанолом 1:1 (по объему)

То же

Растворяются

3. Полиолефины

Метанол

»

Не набухают

4. Полистирол и его сополимеры

Метанол с метиленхлоридом 1:1 (по объему)

»

Набухают

5. Фторопласты (порошок)

Метанол

»

Не набухают

6. Поливинилхлориды

Метанол

»

То же

7. Поливиниловый спирт

Метанол

»

»

8. Поливннилацетат

Метанол с метиленхлоридом 1:1 (по объему)

Обычного состава по ТУ 6-09-1487

Набухает. При определении воды в поливинилацетатном лаке навеску лака вносят непосредственно в колбу для титрования, заполненную метанолом

9. Поливинилацетали

Метанол с метиленхлоридом 1:1 (по объему)

То же

Растворяются или набухают

10. Полиметиметакрилат, полиакрилаты и их производные

Метанол с метиленхлоридом 1:1 (по объему)

»

То же

11. Карбамидные полимерные материалы

N 1 N -диметилформамид с пиридином 4:1 (по объему)

Метилцеллозольв с пиридином 4:1 (по объему)

Измененного состава

»

12. Полиамидные полимерные материалы

Метилцеллозольв с пиридином 4:1 (по объему)

N 1 N -диметилформамид с пиридином 4:1 (по объему)

То же

»

Примечание . Содержание воды в растворителях, применяемых для растворения или экстрагирования воды из анализируемого материала, не должно превышать 0,06 %.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РЕАКТИВА ФИШЕРА

1 . Реактив Фишера обычного состава готовят следующим образом: 670 см3 обезвоженного метанола помещают в сухую колбу вместимостью 2 дм3, добавляют 85 г йода, герметично закрывают притертой пробкой и перемешивают до полного растворения йода. Затем добавляют 270 см3 пиридина и снова перемешивают. Колбу закрывают пробкой с тремя отверстиями. В одно отверстие вставляют термометр, в два других - стеклянные трубки. Одна трубка, доходящая почти до дна колбы, служит для ввода газообразного сернистого ангидрида, другая, короткая, для вывода газа. Колбу помещают в сосуд со льдом, взвешивают с погрешностью не более 1 г и при охлаждении насыщают сухим сернистым ангидридом до тех пор, пока привес не составит 65 г. Температура раствора во время насыщения не должна превышать 20 °С. Колбу закрывают притертой пробкой, перемешивают раствор и выдерживают перед применением в течение 24 ч.

Титр реактива Фишера, приготовленного таким образом, составляет от 3 до 4 мг/см3.

Реактив Фишера хранят в защищенной от попадания света склянке с притертой пробкой.

2 . Реактив Фишера измененного состава готовят аналогично требованиям п. 1 , заменяя метанол на метилцеллозольв, или как указано ниже.

Готовят раствор 1. В сухую колбу из термостойкого стекла помещают 220 см3 пиридина, охлаждают колбу смесью сухого льда и ацетона, приливают в нее осторожно порциями 33 см3 (54 г) жидкого сернистого ангидрида и перемешивают содержимое колбы. Температуру смеси постепенно доводят до комнатной, после чего смесь переливают в сухую склянку с притертой пробкой.

Готовят раствор 2. В склянку из темного стекла с притертой пробкой помещают 600 см3 N , N -диметилформамида и 75 г йода, закрывают склянку пробкой, перемешивают и оставляют стоять до полного растворения йода.

Смешиванием растворов 1 и 2 в соотношении 1:2 получают реактив Фишера измененного состава с титром около 4 мг/см3.

Реактив Фишера хранят, как указано в п. 1.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

Наименование, марка и дата изготовления материала;

дата изготовления образца;

количество образцов для испытаний;

по разд . 1

наименование растворителя, применяемого для растворения или экстракции воды из образца материала;

масса образца, г;

титр реактива Фишера, мг/см3;

вид и объем реактива Фишера, израсходованного на титрование;

массовая доля воды каждого образца, %;

среднее арифметическое значение массовой доли воды образца ( ), %.

по разд . 2

масса образца, г;

массовая доля воды каждого образца, %;

среднее арифметическое значение массовой доли воды образца ( ), %.

по разд . 3

масса образца, г;

масса гильзы с измельчающими телами, г;

масса металлической бюксы, г;

массовая доля воды каждого образца, %;

среднее арифметическое значение массовой доли воды образца ( ), %;

обозначение настоящего стандарта;

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

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

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

РАЗРАБОТЧИКИ

X . Н. Фидлер, канд. техн. наук; К. З. Гумаргалиева, канд. хим. наук; Л. П. Котова; А. А. Герасименко, д-р техн. наук; Д. В. Замбахидзе, канд. техн. наук; О. А. Хачатурова; В. А. Шабалкин; Т.П. Потапова; Т. В. Головина; В. Б. Скрибачилин, канд. техн. наук; А. А. Рыжков, канд. хим. наук

2 . УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 29.03.91 № 394

3 . ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4 . ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер раздела, пункта, подпункта

ГОСТ 9.707-81

1.1.2

ГОСТ 12.1.004-91

Разд. 4

ГОСТ 12.1.007-76

Разд. 4

ГОСТ 12.1.019-79

Разд. 4

ГОСТ 12.3.002-75

Разд. 4

ГОСТ 12.3.019-80

Разд. 4

ГОСТ 199-78

1.2.18

ГОСТ 804-72

1.2.5

ГОСТ 2918-79

1.2.14

ГОСТ 3956-76

3.2.5

ГОСТ 4159-79

1.2.6

ГОСТ 6709-72

1.2.3 , 2.2.4

ГОСТ 6995-77

1.2.4

ГОСТ 7617-77

1.2.24 , 3.4.4

ГОСТ 8551-74

1.2.20

ГОСТ 9293-74

1.2.2

ГОСТ 10164-75

1.2.12

ГОСТ 10455-80

1.2.11

ГОСТ 13647-78

1.2.8

ГОСТ 20289-74

1.2.10

ГОСТ 24363-80

1.2.7

ГОСТ 25336-82

2.2.7 , 3.2.7

ТУ 6-09-800-76

1.2.13

ТУ 6-09-1487-76

1.2.19

ТУ 6-09-3880-75

1.2.16

ТУ 6-09-4173-76

2.2.5 , 3.2.4

ТУ 6-09-4398-77

1.2.9

ТУ 6-09-4711-81

1.2.15

ТУ 6-09-5400-88

1.2.17

ТУ 25-1801-205-86

1.2.22

СН-245-71

4.3

СОДЕРЖАНИЕ

1. Проведение испытаний для определения общего содержания воды с применением реактива фишера . 1

2. Проведение испытаний для определения общего содержания воды кулонометрическим способом .. 7

3. Проведение испытаний для определения массовой доли физически связанной воды .. 10

4. Определение химически связанной воды .. 12

5. Требования безопасности . 12

Приложение 1 Термины, применяемые в стандарте, и пояснения к ним .. 12

Приложение 2 Перечень растворителей и методика изготовления реактива фишера . 12

Приложение 3 Протокол испытаний . 14

Еще бесплатно скачать

Рейтинг:
  • Итоги рейтинга 3.00/5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
3.0/5 (1 голос)

Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить