ГОСТ Р 55134-2012
(ИСО 11357-1:2009)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЛАСТМАССЫ

Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)

Часть 1

Общие принципы

Plastics. Differential scanning calorimetry (DSC). Part 1. General principles

ОКС 83.080.01

ОКСТУ 2209

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Институт пластических масс имени Г.С.Петрова" (ОАО "Институт пластмасс") на основе аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 230 "Пластмассы, полимерные материалы, методы их испытаний"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 ноября 2012 г. N 923-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 11357-1:2009* "Пластмассы. Дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC). Часть 1. Общие принципы" (ISO 11357-1:2009 "Plastics - Differential scanning calorimetry (DSC) - Part 1: General principles"). При этом дополнительные слова, фразы, показатели, включенные в текст настоящего стандарта для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации, выделены курсивом*

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие требования к ряду методов дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) для термического анализа полимеров и смесей полимеров, таких как:

- термопласты (полимеры; формовочные массы и другие формовочные материалы, содержащие или не содержащие наполнители; волокнистые материалы, армированные или неармированные);

- термореактивные материалы (неотвержденные или отвержденные материалы, содержащие или не содержащие наполнители; волокнистые материалы, армированные или неармированные);

- эластомеры (материалы, содержащие или не содержащие наполнители, волокнистые материалы, армированные или неармированные).

ДСК применяют для исследования разных явлений и определения различных свойств, связанных с указанными материалами, а именно:

- физических превращений [стеклование, фазовые переходы (например, плавление и кристаллизация), полиморфные превращения и т.д.];

- химических реакций (полимеризация, сшивка и отверждение эластомеров и термореактивных материалов и т.д.);

- термоокислительной стабильности;

- теплоемкости (применяют конкретные стандарты, устанавливающие методы соответствующих испытаний).

Настоящий стандарт устанавливает общие принципы дифференциальной сканирующей калориметрии - сущность метода, применяемую аппаратуру, отбор проб, калибровку, требования к протоколу испытаний.

Требования к конкретным методам испытаний приведены в соответствующих стандартах на эти методы.

Предупреждение - Применение настоящего стандарта может быть связано с использованием опасных материалов, операций и оборудования. В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его применением. При применении стандарта следует соблюдать инструкции по технике безопасности, утвержденные в установленном порядке.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73) Азот газообразный и жидкий. Технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 дифференциальная сканирующая калориметрия; ДСК: Метод, в котором разность тепловых потоков, подведенных к тиглю с испытуемым образцом и эталонному тиглю, измеряется как функция температуры и/или времени в процессе воздействия на испытуемый и эталонный образцы управляемой температурной программы в установленной атмосфере и при использовании симметричной измерительной системы.

Примечания

1 Обычно для каждого измерения регистрируют кривую с температурой или временем по оси абсцисс и разностью тепловых потоков по оси ординат. Направление эндотермического и/или экзотермического эффекта обозначают на кривой ДСК.

2 Согласно принципам термодинамики, поглощенную системой энергию считают положительной, а выделяемую энергию - отрицательной. При этом эндотермический эффект отмечают стрелкой вверх по оси ординат, а экзотермический эффект - стрелкой вниз (см. рисунки 1 и 2). Преимущество такого отображения тепловых эффектов на графиках заключается в том, что оно согласуется с удельной теплоемкостью.

3 В зависимости от программного обеспечения прибора ДСК поглощенную системой энергию можно считать отрицательной, а выделяемую - положительной, эндотермический эффект при этом отмечают стрелкой вниз по оси ординат, а экзотермический эффект - стрелкой вверх.

3.2 эталонный материал: Инертный материал, имеющий одну или несколько достаточно стабильных и хорошо известных теплофизических характеристик, что позволяет использовать его для калибровки прибора ДСК или оценки метода измерения.

Примечание - Эталонный материал, подготовленный для измерений и помещенный в тигель, является эталонным образцом.

3.3 эталонный тигель: Тигель, используемый в симметричном держателе тиглей в качестве эталонного.

Примечания

1 Обычно используют пустой эталонный тигель.

2 В некоторых случаях, например при анализе высоконаполненных или армированных полимеров или образцов, имеющих теплоемкость, сопоставимую с теплоемкостью тигля, в эталонный тигель может быть помещен подходящий эталонный материал. Этот материал должен быть термически инертным в рассматриваемых температурном и временном интервалах, а его теплоемкость должна быть близка к теплоемкости испытуемого материала. В случае наполненных или армированных материалов может быть использован чистый наполнитель или армирующий материал.

3.4 тепловой поток , Вт или мВт: Количество теплоты, переданное образцу в единицу времени (), Вт или мВт.

Примечание - Суммарное количество переданной теплоты соответствует интегралу теплового потока по времени

.                                                                  (1)

3.5 изменение количества теплоты : Количество теплоты, поглощенное (эндотермический процесс - положительно) или выделенное (экзотермический процесс - отрицательно) испытуемым образцом в результате его химического или физического превращения и/или изменения температуры в течение установленного интервала времени или температуры

                                                                 (2)

или

,                                                            (3)

где - изменение количества теплоты, Дж, или как удельная величина (), Дж·г (Дж·моль);

- постоянная скорость нагревания или охлаждения , К·мин;

- время, с.

Примечание - Если измерения проводились при постоянном давлении, соответствует изменению энтальпии .

3.6 удельная теплоемкость при постоянном давлении : Количество теплоты, необходимое для того, чтобы увеличить температуру единицы массы материала на 1 К при постоянном давлении

                                                               (4)

или

,                                                          (5)

где - количество теплоты, необходимое для увеличения температуры материала массой , г, на , К, при постоянном давлении, Дж;

- скорость нагрева, К·мин;

- удельная теплоемкость, Дж·г·К.

- время, с.

Примечания

1 Если количество материала выражено в молях, может быть выражена в Дж·моль·К.

2 При анализе полимеров необходимо быть уверенным в том, что измеренная теплоемкость не включает изменение теплоты за счет химической реакции или физического превращения.

3.7 базовая линия: Часть зарегистрированной кривой, в пределах которой не происходит никаких реакций или превращений.

Примечания

1 Это может быть изотермическая базовая линия, если температура постоянная, или динамическая базовая линия, если температура изменяется в соответствии с заданной программой.

2 Базовые линии, определяемые по 3.7.1-3.7.3, относятся только к квазистационарному режиму, т.е. когда прибор работает в стационарном режиме непродолжительное время после начала и перед окончанием ДСК-измерения (рисунок 1).

- тепловой поток; - температура; - время; 1 - от (или ); 2 - от ; 3 - базовая линия образца; 4 - условная базовая линия; 5 - базовая линия прибора; 6 - область квазистационарного состояния; 7 - стартовая изотермическая базовая линия; 8 - конечная изотермическая базовая линия; 9 - направление эндотермического эффекта

Рисунок 1 - Схематическое изображение базовых линий