塑料 含水量的測定 - 無水甲醇提取法,、管式爐蒸發(fā)法,、樣品瓶蒸發(fā)法
GB/T 45128-2025 塑料 含水量的測定
范圍
本文件描述了六種檢測塑料粉末,、顆粒和制品含水量的方法,。方法A,、方法B,、方法C和方法E適用于所有類型的塑料,,方法D適用于聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC),、聚丙烯(PP),、聚乙烯(PE)、環(huán)氧樹脂,、聚酯,、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC),、聚乳酸(PLA),、聚酰胺二胺(PAI),不適用于可釋放NH3 的樣品,。
方法A(無水甲醇提取法),,適用于所有尺寸小于4mm×4mm×3mm且含水量大于或等于0.1%的測定,方法準(zhǔn)確至0.1%,。該方法也可用于不溶于甲醇的粉末預(yù)聚物材料的測定,。
方法B1(管式爐蒸發(fā)法),,適用于所有尺寸小于4mm×4mm×3mm且含水量大于或等于0.01%的測定。
方法B2(樣品瓶蒸發(fā)法),,適用于所有尺寸小于4mm×4mm×3mm且含水量大于或等于0.01%的測定,。
方法C(壓力測量法),適用于含水量大于或等于0.01%的測定,。該方法不適用于含有揮發(fā)性化合物(水除外)的塑料樣品,揮發(fā)性化合物在室溫下對壓力有顯著影響,。使用方法C時(shí),,采用氣相色譜法等方法定期檢查樣品(尤其是新類型或牌號樣品)中是否含有揮發(fā)性化合物。
方法D[五氧化二磷(P2O5)電量法],,適用于含水量大于或等于0.01%的測定,。本方法不適用于含有揮發(fā)性化合物(水除外)的塑料樣品,揮發(fā)性化合物[尤其是能與五氧化二磷酸性涂層反應(yīng)的揮發(fā)性成分(如氨或胺類)]對測試有顯著影響,。定期檢查樣品(尤其是新類型或牌號樣品)中是否含有揮發(fā)性化合物,。
方法E(氫化鈣測試法),適用于含水量大于或等于0.001%的測定,。
術(shù)語和定義
本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義,。
試樣的制備與儲存
試樣可是塑料粉末、粒料和制品等任意形式,。
將大尺寸試樣快速切割為尺寸小于4mm×4mm×3mm的碎片,。取一定量具有代表性的試樣放入干燥至恒重的燒瓶或密封袋中,立即密封瓶口,。
大多數(shù)情況下,,試樣的含水量較低,試樣容器,、大氣,、試樣轉(zhuǎn)移、儲存和/或測試設(shè)備中的水均會對測試結(jié)果造成影響,。試樣切割和儲存條件不同,,會對測試結(jié)果造成影響。
方法A——無水甲醇提取法
原理
采用無水甲醇提取試樣中的水分,,通過卡爾·費(fèi)休滴定法測試其含水量,。
試驗(yàn)試劑
除另有規(guī)定外,使用分析純試劑,。
滴定介質(zhì): 含水量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.1%的無水甲醇或其他具有同等作用的試劑,。
卡爾·費(fèi)休試劑: 水的當(dāng)量系數(shù)大約為3mg/mL~5mg/mL。預(yù)備好的試劑應(yīng)按 GB/T 6283 提供的方法檢測其當(dāng)量系數(shù),。
試驗(yàn)儀器
玻璃燒瓶: 容量為250mL,,配有合適的蓋子,,防止水分吸收或散失。
錐形瓶: 容量為150mL,,帶標(biāo)準(zhǔn)磨砂頸,,并配有磨砂玻璃塞。
回流冷凝器: 兩端的磨砂口能分別與錐形瓶和干燥管相匹配,。
帶磨砂接口的干燥管: 填充氯化鈣或其他干燥劑,。
加熱器: 用于加熱錐形瓶。
干燥器: 含有合適的干燥劑,。
分析天平: 最小分度值0.1mg,。
卡爾·費(fèi)休滴定儀: 滿足 GB/T 6283 要求的組裝儀器或現(xiàn)代集成儀器。
試驗(yàn)步驟
一般要求
由于測試試樣的絕對水質(zhì)量很小,,試驗(yàn)過程中試樣容器,、空氣或轉(zhuǎn)移設(shè)備中水分均會影響測試結(jié)果。吸濕性試樣應(yīng)放入干燥器或其他適合的密閉容器中,。
實(shí)驗(yàn)室用玻璃器皿應(yīng)預(yù)先干燥至恒重備用,。
試樣準(zhǔn)備
根據(jù)預(yù)估含水量,稱取絕對水含量為10mg~20mg的試樣,。
現(xiàn)代庫侖卡爾·費(fèi)休滴定儀若能夠達(dá)到更高的測試精度,,也可使用絕對水含量小于10mg的試樣。
測試
將稱取好的試樣(精確到1mg)放入錐形瓶中,,用磨口玻璃塞密封,。錐形瓶瓶中移入50mL無水甲醇,用磨口玻璃塞密封,,作為空白試驗(yàn),。將錐形瓶置于干燥器中。
取下錐形瓶的玻璃塞,,立即將錐形瓶與配有干燥管的回流冷凝器相連,。加熱回流3h,然后自然冷卻至室溫,。立即分離錐形瓶和回流冷凝器,,用磨口玻璃塞密封瓶口,并將錐形瓶置入干燥器中,。
使用卡爾·費(fèi)休滴定儀和卡爾·費(fèi)休試劑滴定兩個(gè)錐形瓶中的溶液,。
注: 附錄B中給出了等效的試樣制備方法和滴定方法。
結(jié)果計(jì)算和表示
按照公式(1)計(jì)算試樣的含水量:
式中:
ω ——試樣含水量,,%,;
V1 ——滴定試樣所消耗的卡爾·費(fèi)休試劑的體積,單位為毫升(mL),;
V2 ——滴定空白試驗(yàn)所消耗的卡爾·費(fèi)休試劑的體積,,單位為毫升(mL),;
T ——水的當(dāng)量系數(shù),是消耗1mL卡爾·費(fèi)休試劑所需的水的克數(shù),,單位為克每毫升(g/mL),;
m ——測試試樣的質(zhì)量,單位為克(g),。
注: 部分設(shè)備,,V2可能無法獨(dú)立顯示,而是以V1-V2的形式用于儀器內(nèi)部計(jì)算,。這種情況下,,公式(1)簡化為V×T。
該方法檢出限為0.1%,,檢出限還與稱樣量的多少有關(guān)。
方法B1——管式爐蒸發(fā)法
原理
將稱量后的試樣置于加熱爐內(nèi),,試樣中的水分經(jīng)高溫蒸發(fā)后,,以干燥的氮?dú)鉃檩d氣將水蒸氣轉(zhuǎn)移至滴定池中,采用庫侖卡爾·費(fèi)休滴定法測試水分,。該方法中二氧化硫和試樣中的水將碘還原,,生成三氧化硫和HI,反應(yīng)式如下:
I2+SO2+H2O →2HI+SO3
與含碘的傳統(tǒng)卡爾·費(fèi)休試劑不同,,庫侖法是從碘化物電解產(chǎn)生的碘,。根據(jù)法拉第原理,產(chǎn)生碘的物質(zhì)的量與消耗的電量成正比,,即1mg水消耗10.71C電量,,從而通過消耗的總電量計(jì)算出水分含量。
反應(yīng)式如下:
2I-→I2+2e-
試驗(yàn)試劑
除另有規(guī)定外,,僅使用分析純試劑,。
陽極電解液: 根據(jù)設(shè)備使用說明選擇的能在反應(yīng)中生成碘的碘離子溶液。
陰極電解液: 根據(jù)設(shè)備使用說明選擇的含有可溶解鹽的甲醇溶液(或者是其他有機(jī)溶劑),。
通用單陽極試劑: 根據(jù)設(shè)備使用說明選擇的能反應(yīng)中生成碘的碘離子溶液用于無隔膜滴定池,。
注: 無隔膜滴定池使用通用單陽極試劑。有隔膜的滴定池使用單獨(dú)的陽極和陰極溶液,。
中性電解液: 由含水量約為4mg/mL的碳酸丙烯酯,、乙二醇單甲醚(2-甲氧基乙醇)或甲基溶纖劑組成。
氮?dú)?N2): 含水量小于5μg/g,。
試驗(yàn)儀器
卡爾·費(fèi)休庫侖滴定儀: 由控制單元和滴定池組成,,滴定池配備電解池、雙鉑傳感電極和磁力攪拌器(見圖1),。
滴定儀電解產(chǎn)生的碘與滴定池中的水分發(fā)生化學(xué)計(jì)量反應(yīng),,將產(chǎn)生碘所消耗的電量轉(zhuǎn)化為水分的量,,并直接以數(shù)字讀出,單位為毫克(mg),。
注: 無隔膜的滴定池,,能滿足大多數(shù)測試的精度要求;有隔膜的滴定池,,能實(shí)現(xiàn)更高的測試精度,。
水蒸發(fā)器: 包含至少能使試樣加熱到300℃的加熱管(見圖2)、溫控單元,、氣體流量計(jì)和裝有干燥劑的氣體干燥管,。
微量注射器: 10μL。
樣品舟: 樣品舟足以盛裝試樣并能放入加熱管中,??捎娩X箔折疊成合適大小的樣品舟,也可使用其他材質(zhì)的樣品舟,。
干燥劑: 置于水蒸發(fā)器中的氣體干燥管中,。
分子篩: 孔徑0.3nm,氮?dú)飧稍飫?br style="padding: 0px; margin: 0px;"/>聚四氟乙烯套管: 用于維持系統(tǒng)磨砂玻璃接頭處氣密性,。也可使用含水量很少或不含水且吸水率低的潤滑脂進(jìn)行密封,。
試驗(yàn)步驟
一般要求
由于測試試樣的絕對水質(zhì)量很小,試驗(yàn)過程中試樣容器,、空氣或轉(zhuǎn)移設(shè)備中水分均會影響測試結(jié)果,。吸濕性試樣應(yīng)放入干燥器或其他適合的密閉容器中。
儀器準(zhǔn)備
按儀器說明書安裝卡爾·費(fèi)休庫侖滴定儀和水蒸發(fā)器,,將干燥劑填入氣體干燥管,,裝置圖見圖1。
按照儀器說明書的要求向陽極電解池中加入適宜體積的陽極電解液,,將10mL陰極溶液倒入陰極電解池中,,陰極液面應(yīng)低于陽極液面。
注: 一般情況下,,無隔膜的滴定池使用通用單陽極庫侖試劑,;有隔膜的滴定池使用單獨(dú)的陽極和陰極溶液。
打開電源,,啟動(dòng)滴定儀,。若電位顯示為負(fù)值,則表示陽極電解液中碘含量過高,,加入50μL~200μL的中性電解液,。
連接水蒸發(fā)器和滴定池間的管路,調(diào)節(jié)氣體流量計(jì),設(shè)置氮?dú)鈿怏w流速為200mL/min~300mL/min,。將加熱爐升至規(guī)定試驗(yàn)溫度,,以驅(qū)除水蒸發(fā)器中的殘留水分。
抬起滴定池并輕輕搖動(dòng),,以去除瓶壁上的殘留水,。在滴定模式下攪拌溶液1min,干燥并穩(wěn)定內(nèi)部環(huán)境,。
重新連接蒸發(fā)器和滴定池間的連接管,,確保載氣在整個(gè)滴定過程中流通。此時(shí)儀器準(zhǔn)備完畢,。
設(shè)備檢查
使用已知量的水,,檢查卡爾·費(fèi)休庫侖滴定儀是否正常工作:
當(dāng)設(shè)備穩(wěn)定并且在“就緒”位置時(shí),用10μL的微量注射器小心地向滴定池內(nèi)注入5μL蒸餾水進(jìn)行測試,。測試完成后,,結(jié)果示數(shù)應(yīng)為(5000±250)μg。
為了檢測整個(gè)系統(tǒng)是否工作正常,,可用卡爾·費(fèi)休加熱爐法測試任意的有證含水標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),。例如:
——含水量為15.6%±0.5%的二水酒石酸鈉;
——含水量為3.8%±0.2%的半水酒石酸鉀,;
——含水量為1.00%±0.03%的鎢酸鈉稀釋液。
測試
將加熱爐升溫至規(guī)定溫度,,將樣品舟放入加熱爐內(nèi),,并將其推入加熱爐中干燥。采用反吹的方式除去加熱管入口處的殘余水分,。
加熱溫度與使用設(shè)備和實(shí)際環(huán)境有關(guān),,可參考相關(guān)材料的標(biāo)準(zhǔn)中的溫度要求并按附錄C中描述的方法優(yōu)化最佳加熱溫度。如沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,,也可采用附錄C中提到的方法選擇最佳加熱溫度,。
待儀器背景漂移穩(wěn)定,將樣品舟移到樣品入口處冷卻,。
根據(jù)表1的推薦稱取試樣,,將稱量的試樣直接加入樣品舟內(nèi)。
若樣品舟是由玻璃或其他并非一次性的材料制成,,可使用鋁箔包住試樣,,確保熔融試樣不粘黏樣品舟或試樣移入加熱管過程中不灑落。
如果直接用樣品舟稱量試樣,,稱量完成后應(yīng)立即將樣品舟放回加熱管中,。如果使用鋁箔稱量試樣,應(yīng)立即包裹試樣并放入樣品舟和加熱管。
開啟滴定程序,,將樣品舟推入加熱爐中(見圖2),。直到測試完成,記錄儀器讀數(shù),,單位為毫克(mg),。
結(jié)果計(jì)算和表示
根據(jù)公式(2)計(jì)算測試試樣中的含水量:
式中:
ω ——試樣含水量,%,;
m1 ——試樣中水的質(zhì)量,,單位為毫克(mg);
m2 ——試樣的質(zhì)量,,單位為克(g),。
該方法檢出限為0.01%,方法檢出限還與稱樣量的多少有關(guān),。
方法B2——樣品瓶蒸發(fā)法
原理
試樣中的水分經(jīng)高溫蒸發(fā)后,,以干燥的氮?dú)鉃檩d氣將水蒸氣轉(zhuǎn)移至滴定池中,采用庫侖卡爾·費(fèi)休滴定法滴定水分,。該方法中二氧化硫和試樣中的水將碘還原,,生成三氧化硫和HI,反應(yīng)式如下:
I2+SO2+H2O →2HI+SO3
與含碘的傳統(tǒng)卡爾·費(fèi)休試劑不同,,庫侖法是從碘化物電解產(chǎn)生的碘,。根據(jù)法拉第原理,產(chǎn)生碘的物質(zhì)的量與消耗的電量成正比,,即1mg水消耗10.71C電量,,從而通過消耗的總電量計(jì)算出水分含量。
反應(yīng)式如下:
2I- →I2+2e-
試驗(yàn)試劑
除另有規(guī)定外,,僅使用分析純試劑,。
陽極電解液: 根據(jù)設(shè)備使用說明選擇的能在反應(yīng)中生成碘的碘離子溶液。
陰極電解液: 根據(jù)設(shè)備使用說明選擇的含有可溶解鹽的甲醇溶液(或者是其他有機(jī)溶劑),。
通用單陽極試劑: 根據(jù)設(shè)備使用說明選擇的含在反應(yīng)中生成碘的碘離子溶液,,用于無隔膜滴定池。
注: 一般情況下,,無隔膜的滴定池使用通用單陽極試劑,;有隔膜的滴定池使用單獨(dú)的陽極和陰極電解液。
滴定介質(zhì): 含水量小于0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的無水甲醇或其他有同等作用的試劑,。
含水量1%的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì): 含水量為1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的無機(jī)物,,每批單獨(dú)認(rèn)證,按附錄D驗(yàn)證含水量,。
氮?dú)?N2): 含水量小于0.544×10-6體積分?jǐn)?shù)(露點(diǎn)-80℃),。
注1: 氮?dú)饬髁繛?0cm3/min,,含水量為1mg/m3時(shí),滴定池的水量為0.06μg/min,。
注2: 對于某些設(shè)備,,氮?dú)饬髁繛樾∮诨虻扔?0cm3/min可能導(dǎo)致故障。
試驗(yàn)設(shè)備
卡爾·費(fèi)休庫侖滴定儀: 由控制單元和滴定池組成,,滴定池配備電解池,、雙鉑傳感電極和磁力攪拌器。
滴定儀電解產(chǎn)生的碘與滴定池中的水發(fā)生化學(xué)計(jì)量反應(yīng),,將產(chǎn)生碘所消耗的電量轉(zhuǎn)化為水的量,,并直接顯示數(shù)字,單位為毫克(mg),。設(shè)置儀器開始測試標(biāo)準(zhǔn)為漂移小于20μg/min,,停止測試標(biāo)準(zhǔn)為漂移小于5μg/min,兩個(gè)判定標(biāo)準(zhǔn)的積分時(shí)間均為60s,。
卡爾·費(fèi)休庫侖滴定儀裝置圖見圖3,。
注1: 無隔膜的滴定池能夠滿足大多數(shù)測試的精度要求。若需更高的測試精度,,則使用有隔膜的滴定池,。
注2: 漂移小于20μg/min的開始測試標(biāo)準(zhǔn)和小于5μg/min的停止測試標(biāo)準(zhǔn)是儀器默認(rèn)值,適用于大多數(shù)塑料,。
降低標(biāo)準(zhǔn)值,,進(jìn)行更低濃度水的檢測。
聚四氟乙烯套管: 用于維持系統(tǒng)磨砂玻璃接頭處氣密性,。也可使用含水量很少或不含水且吸水率低的潤滑脂進(jìn)行密封,。
分子篩: 孔徑0.3nm,氣體干燥劑,。
水蒸發(fā)器: 含能將樣品瓶中試樣加熱到至少300℃的烘箱或加熱裝置,配有溫度控制器,、載氣,、含有分子篩的干燥管和載氣流量計(jì)。也可使用制造商提供溫度更高的蒸發(fā)器,。
樣品瓶: 玻璃瓶,,配有帶硅膠墊的蓋子,用于蒸發(fā)水,。樣品瓶應(yīng)在干燥箱中干燥并放于干燥器中,,容量宜為6mL的樣品瓶。
分析天平: 最小分度值為0.1mg,。
烘箱: 能提供并維持105℃以上的溫度,。
干燥器: 含有分子篩或硅膠等干燥劑。
玻璃瓶: 容量為250mL,配有合適的蓋子,,防止水分吸收和釋放,。
鋁箔密封袋: 容量為250g,或其他合適的儲存容器,,防止水分吸收和釋放,。
試驗(yàn)步驟
儀器準(zhǔn)備
將100mL~150mL通用單陽極試劑加入滴定容器中,并立即關(guān)閉容器,。
將水蒸發(fā)器設(shè)置為待測材料所需的加熱溫度,,等待溫度穩(wěn)定。
加熱溫度與使用設(shè)備和實(shí)際環(huán)境有關(guān),,可參考相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)中的溫度要求并按附錄C中描述的方法優(yōu)化最佳加熱溫度,。如沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,也可采用附錄C中提到的方法選擇最佳加熱溫度。
取一個(gè)干燥的的樣品瓶放入水蒸發(fā)器中,,開始滴定,。持續(xù)滴定至系統(tǒng)水分漂移小于20μg/min,然后進(jìn)行含水量測試,。
試樣中的揮發(fā)性組分易沉積在傳輸線中,,多次測試后,宜使用甲醇沖洗水蒸發(fā)器和滴定池組件之間的傳輸線,。
應(yīng)定期更換通用試劑,。100mL通用試劑的水容量為1000mg,使用通用試劑約80%的水容量后更換試劑,。
儀器檢查
使用80mg~350mg含水的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在證書規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度(150℃~200℃)下測試其含水量,,結(jié)果應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的認(rèn)證值偏差要求。
試驗(yàn)步驟
試樣測試
根據(jù)預(yù)估含水量按表2稱取適量的試樣,,稱取的試樣中的絕對水量應(yīng)與含水標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的絕對水量相當(dāng),。
如果試樣的含水量未知,則使用0.2g試樣進(jìn)行預(yù)測試,。
注: 由于試樣量較小,,注意樣本代表性。
如果試樣的成分未知,,按附錄C確定試樣最佳測試溫度,。
將樣品瓶放于分析天平上,添加適量(見表2)待測試樣于樣品瓶中,,并稱量試樣的質(zhì)量(m1),。立即用鋁蓋密閉樣品瓶。
快速稱量試樣,,確保不發(fā)生水分的釋放或吸收,,稱量后24h內(nèi)完成含水量測試,。
按試樣最佳測試溫度設(shè)置水蒸發(fā)器加熱溫度,等待溫度穩(wěn)定,。
將封閉的空樣品瓶放于水蒸發(fā)器中測試并記錄水釋放情況,待水分釋放量下降并穩(wěn)定至小于20μg/min(試樣的開始漂移Sds),。每次測試試樣前,應(yīng)重復(fù)此操作。
將裝有試樣的樣品瓶放入水蒸發(fā)器中,,開始測試,。通過氮?dú)鈱⒄舭l(fā)水載入滴定池。釋放的水與電解生成的碘發(fā)生反應(yīng),。待滴定至水的釋放小于Sds+停止測試標(biāo)準(zhǔn),測試結(jié)束,。記錄儀器讀數(shù)(ms)(單位:μg)和測試時(shí)長(ts)。
注: 盡管按所有預(yù)防措施和注意事項(xiàng)進(jìn)行測試,,氮?dú)夂?、泄漏等帶來的少量水與設(shè)備電解生成的碘持續(xù)反應(yīng)也會影響測試結(jié)果。現(xiàn)代儀器會自動(dòng)校正此類漂移,。
示例1: 若儀器開始測試標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為漂移小于20μg/min,,當(dāng)啟動(dòng)漂移為17μg/min時(shí),儀器準(zhǔn)備啟動(dòng),。若停止測試標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為漂移小于5μg/min,,在測試中,碘生成值低于特定值(開始漂移+停止測試標(biāo)準(zhǔn))時(shí),,測試停止,。在本例中,如果碘生成值小于17+5=22μg/min,,則結(jié)束測試,。如果含水量的測試時(shí)間為6min,則測試的水量需減去6×17=102μg,。此修正程序適用于試樣和空白測試,。
漂移小于20μg/min的開始標(biāo)準(zhǔn)和小于5μg/min的停止測試標(biāo)準(zhǔn)是儀器默認(rèn)值,適用于大多數(shù)聚合物中水的測試,。在分析低濃度水時(shí),,這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可單獨(dú)設(shè)置。
示例2: 分析2g含有0.03%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))水的聚合物時(shí),,若開始漂移為17μg/min,測試時(shí)長12min,,則測試的漂移絕對水量204μg,,該值作為試驗(yàn)測試含水量的一部分,參與結(jié)果計(jì)算,。通常,,每分鐘的漂移值不超過試樣含水量的10%,,因此,本例中的開始測試標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為漂移小于5μg/min,。
空白測試
用不含試樣的樣品瓶,,進(jìn)行3次~5次測試,作為空白測試,。
將密封的空樣品瓶放入水蒸發(fā)器中進(jìn)行儀器平衡,,并記錄水量釋放。待水量釋放下降并穩(wěn)定至20μg/min以下(空白的開始漂移Sdbl),。每次空白測試前,,重復(fù)此操作。
將空白測試用空瓶放置在水蒸發(fā)器中開始測試,,氮?dú)鈱⒖掌酷尫诺乃d入滴定池中,。釋放的水在電解液中與電解生成的碘反應(yīng)。待水的釋放量小于(Sdbl+停止測試標(biāo)準(zhǔn)),。記錄儀器讀數(shù)(mbl)(單位:μg)和測試時(shí)長(tbl),。
使用空白測試平均值(m'bl)作為計(jì)算中的空白值。
注: 空白結(jié)果來自樣品瓶內(nèi)空氣中的水,,即實(shí)驗(yàn)室空氣,。在(23±2)℃和(50±10)%相對濕度標(biāo)準(zhǔn)大氣中,空白值通常為80μg~100μg,。重復(fù)測試值與平均值的最大偏差為±5μg,。
由于空白值是由樣品瓶內(nèi)空氣中水引起的,空白值隨樣品瓶內(nèi)材料填充高度的變化而變化,。瓶子中填充的材料越多,,包圍的空氣越少,空白值相應(yīng)減少,。填充高度是否可忽略取決于絕對空白值和試樣的含水量,。
結(jié)果計(jì)算和表示
為獲得統(tǒng)計(jì)相關(guān)結(jié)果,應(yīng)進(jìn)行至少3次空白測試,。
根據(jù)公式(3)計(jì)算空白平均值(m'bl)
式中:
mbl ——空白測試釋放的水的質(zhì)量,,單位為微克(μg);
tbl ——空白測試時(shí)長,,單位為分鐘(min),;
Sdbl——空白起始漂移,單位為微克每分鐘(μg/min),;
n ——是空白測試的次數(shù),。
根據(jù)公式(4)計(jì)算試樣中的含水量:
式中:
ω ——試樣含水量,%,;
ms ——試樣釋放的水的質(zhì)量,,單位為微克(μg),;
ts ——試樣測試的時(shí)間,單位為分鐘(min),;
Sds——試樣測試的起始漂移,,單位為微克每分鐘(μg/min)
m'bl——空白測試平均值,單位為微克(μg),;
m1 ——測試試樣質(zhì)量,,單位為克(g)。
該方法檢出限為0.01%,,方法檢出限還與稱樣量的多少有關(guān),。
附錄B (資料性) 試樣制備和滴定的可選方法
B.1 總則
除了本文件中所述的方法外,也可使用其他試樣制備方法,,然后根據(jù)卡爾·費(fèi)休試劑滴定法進(jìn)行含水量測試,,下述方法假設(shè)卡爾·費(fèi)休試劑不會發(fā)生任何副反應(yīng)。如果滴定時(shí)間超過5min,,使用內(nèi)部或外部漂移補(bǔ)償,。
B.2 溶液滴定法
只有當(dāng)塑料溶于合適的溶劑且在滴定過程中沒有干擾(例如渾濁、沉淀,、與卡爾·費(fèi)休試劑的副反應(yīng))時(shí),,才可進(jìn)行溶液滴定。
易于溶解或在滴定介質(zhì)中快速溶解的塑料可在測量池中用磁力攪拌器攪拌溶解,。如果塑料微溶或溶解緩慢,,則應(yīng)在密封容量瓶中用磁力攪拌器攪拌溶解試樣。同時(shí),,進(jìn)行空白溶劑測試,。
B.3 懸浮液中的連續(xù)滴定
如果確保在滴定過程中試樣會釋放出所有的水,并且水的釋放速度比周圍環(huán)境吸收的速度快得多,,則使用懸浮液連續(xù)滴定,。測試完成后進(jìn)行空白試驗(yàn),計(jì)算分析時(shí)間段的漂移,。
連續(xù)滴定消耗體系中的水可使體系處于非平衡狀態(tài),,從而不斷釋放水分進(jìn)行含水量測試。因此,,懸浮液中的連續(xù)滴定優(yōu)于懸浮液中的不連續(xù)滴定和外部萃取法的滴定,。
使用現(xiàn)代庫侖卡爾·費(fèi)休滴定儀,如能達(dá)到與使用方法B1或方法B2相同的測試精度,,則可稱取絕對水量小于10mg的試樣進(jìn)行測試,。
B.4 懸浮液中的不連續(xù)滴定
在封閉的滴定池中,使用滴定儀的磁力攪拌器將試樣與滴定介質(zhì)混合2h比外部提取后進(jìn)行測試更容易實(shí)現(xiàn)。
B.5 水的外部萃取
在密閉容器中,,將試樣與適當(dāng)?shù)娜軇?通常為甲醇)混合數(shù)小時(shí),然后在考慮溶劑含水量的情況下滴定試樣中的水,。也可加熱或回流加速水的萃取,。該方法可用于共沸蒸餾等,實(shí)施過程中采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣頊p小空氣濕度對結(jié)果的影響,。
附錄C (規(guī)范性) 含水量測試最佳加熱溫度和加熱時(shí)間的選擇
C.1 最佳溫度選擇
通過在不同溫度下進(jìn)行含水量測試,,為待測材料選擇最佳加熱溫度。測試時(shí),,選擇不同溫度間隔步長,,以便繪制曲線,如圖C.1所示,。確定最佳加熱溫度時(shí),,宜選擇溫度范圍為120℃~220℃,最大步長不超過20℃,。
最佳溫度選擇應(yīng)不超過材料的熔融溫度或分解溫度的最小值,。
可補(bǔ)充溶液黏度實(shí)驗(yàn),以驗(yàn)證測試過程中是否生成水,。
C.2 測試結(jié)果的解釋
在區(qū)域1中,,試樣中的水未蒸發(fā),含水量并隨溫度升高而成比例增加,。
在區(qū)域2中,,含水量幾乎處于恒定水平。將達(dá)到恒定含水量值的溫度區(qū)域視為所研究材料和實(shí)際實(shí)驗(yàn)環(huán)境的最佳加熱溫度,。
通過在含水量測試前后對材料進(jìn)行溶液粘度測量,,可確認(rèn)該溫度下試樣是否生成水[GB/T12006.1、GB/T1632(所有部分)],。
在區(qū)域3中,,含水量有所增加。含水量的升高是由高溫下的熱降解和冷凝反應(yīng)等效應(yīng)產(chǎn)生的水引起的,。
注: 若無法獲得圖C.1中所示的最佳的曲線情況,,無法區(qū)分上述3個(gè)區(qū)域。此時(shí),,通過相關(guān)方協(xié)商選擇加熱溫度,。
C.3 最佳加熱時(shí)間選擇
加熱時(shí)間與最佳溫度設(shè)置同等重要。圖C.2顯示了塑料的典型測試漂移曲線,。對于此類試樣,,設(shè)置正確的停止測試標(biāo)準(zhǔn)非常重要。曲線在加熱后期可能變得非常平坦,,但此時(shí)試樣仍會釋放水分,,因此,,停止漂移應(yīng)盡可能低(理想情況下: 相對停止漂移=0μg/min)。
停止測試標(biāo)準(zhǔn)過低,,測量時(shí)間可能變得非常長,。可縮短測量時(shí)間,,通過相對停止漂移來估計(jì)結(jié)果誤差,。偏差將添加到誤差計(jì)算中,偏差不可外推獲得,。
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