ГОСТ 9-717-91 Единая система защиты от коррозии и старения Материалы полимерные Метод определения массовой доли химически и физически связанной воды

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

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. 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 метанола 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 N₁N — диметилформамид, метилцеллозольв, пиридин или другие инертные растворители, а также реактив Фишера измененного состава, в мотором метанол заменен метилцеллозольвом или N₁N-диметилформамидом. В зависимости от типа анализируемого материала выбирают растворитель и реактив Фишера по приложению .

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 . 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. .

Таблица 1

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. .

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 .

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. В стеклянный сосуд прибора (черт. ) 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. .

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. . 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 пропускают сухой азот. Оттитровывают воду, находящуюся в растворителе и на стенках сосуда, реактивом Фишера с помощью микробюретки в соответствии с п. . 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. . 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 .

1.5. Обработка результатов

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

Х_ос = ,                                                        (4)

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

Т (T₁, Т₂, Т₃) — титр реактива Фишера, по п. , мг/см³;

m_пм — масса образца, по п. , 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. .

2.1.3. Массу образцов m_пм определяют в соответствии с табл. 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. .

2.2.1.1. 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

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. .

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. .

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. .

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 m₁ в соответствии с п. .

2.3.5. Наполняют капилляр дистиллированной водой, протирают фильтровальной бумагой, пинцетом переносят на чашку аналитических весов и определяют его массу m₂ с точностью ±0,00005 г. Массу воды m_в в миллиграммах вычисляют по формуле

m_в = m₂ — m₁.                                                             (5)

2.3.6. В лодочку для образцов, подготовленную по п. , помещают капилляр с водой по п. 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 С_к, соответствующее количеству воды в капилляре.

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

К = ×100,                                                             (6)

где С_к — число импульсов, соответствующее количеству воды, содержащейся в капилляре, зарегистрированных по п. .

2.4. Проведение испытаний

2.4.1. Образец материала, отобранный по п. , взвешивают с предельно-допустимой погрешностью ±0,00005, помещают в предварительно высушенную по п. 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 .

2.5. Обработка результатов

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

Х_ос = ,                                                            (7)

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

m_пм — масса образца по п. , мг;

К — постоянная установки по п. .

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. — .

Массу образца устанавливают по п. , табл. .

3.2. Аппаратура, материалы, реактивы

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

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. .

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 m₁ 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 m₂ взвешиванием с погрешностью не более ±0,00005 г. Массу образца m_пм определяют по формуле

m_пм = m₂ — m₁.                                                            (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 m₃ 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 m₄ 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 m₅ при температуре (23 ± 5) °С; погрешность взвешивания не более ±0,00005 г.

3.5. Обработка результатов

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

Х_фс = ×100,                                             (9)

где m₂ — масса гильзы, измельчающих тел и образца, г;

m₃ — масса металлической бюксы с крышкой, г;

m₅ — 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. или ;

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

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

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

ПЕРЕЧЕНЬ РАСТВОРИТЕЛЕЙ И МЕТОДИКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕАКТИВА ФИШЕРА

Таблица

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. , 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. .

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

Наименование, марка и дата изготовления материала;

дата изготовления образца;

количество образцов для испытаний;

по разд.

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.

масса образца, г;

массовая доля воды каждого образца, %;

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

по разд.

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

СОДЕРЖАНИЕ