ГОСТ Р 56756-2015
(ИСО 11357-6:2008)

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЛАСТМАССЫ

Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)

Часть 6

Определение времени окислительной индукции (изотермическое ВОИ) и температуры окислительной индукции (динамическая ТОИ)

Plastics. Differential scanning calorimetry (DSC). Part 6. Determination of oxidation induction time (isothermal OIT) and oxidation induction temperature (dynamic OIT)

ОКС 83.080.01

Дата введения 2017-01-01

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов", Государственным научным центром Российской Федерации совместно с Открытым акционерным обществом "НПО Стеклопластик", Объединением юридических лиц "Союз производителей композитов" и Открытым акционерным обществом "Институт пластмасс имени Г.С.Петрова" на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

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 24 ноября 2015 г. N 1958-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 11357-6:2008* "Пластмассы. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК). Часть 6. Определение времени окислительной индукции (изотермическое OIT) и температуры окислительной индукции (динамическая OIT)" (ISO 11357-6:2008 "Plastics - Differential scanning calorimetry (DSC) - Part 6: Determination of oxidation induction time (isothermal OIT) and oxidation induction temperature (dynamic OIT)".

________________

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

В настоящем стандарте ссылки на международные стандарты заменены ссылками на межгосударственные и национальные стандарты Российской Федерации.

Дополнительные слова и фразы, включенные в текст настоящего стандарта для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации, выделены курсивом*

________________

* В бумажном оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделах "Предисловие", кроме отмеченного знаком "**", и 12 "Протокол испытания" приводятся обычным шрифтом; остальные по тексту документа выделены курсивом. - 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 (www.gost.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы определения времени окислительной индукции (изотермическое ВОИ) и температуры окислительной индукции (динамическая ТОИ) полимерных материалов с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и распространяется на полиолефины в виде сырьевых материалов в нестабилизированной и стабилизированной формах, смесей на их основе и готовых изделий.

Метод, установленный в настоящем стандарте, можно применять и для других пластмасс.

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 использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 5583-78 Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия

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

ГОСТ 12019-66 Пластмассы. Изготовление образцов для испытания из термопластов. Общие требования

ГОСТ 17433-80 Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности

ГОСТ Р 55134-2012 (ИСО 11357-1:2009) Пластмассы. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК). Часть 1. Общие принципы (ИСО 11357-1:2009, MOD)

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 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 утвержден 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 термины по ГОСТ Р 55134, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 время окислительной индукции (изотермическое ВОИ), мин: Условный показатель, характеризующий сопротивление стабилизированного материала окислительной деструкции, определенный калориметрическим измерением временного интервала до начала экзотермического окисления материала при заданной температуре в атмосфере воздуха или кислорода и при атмосферном давлении.

3.2 температура окислительной индукции (динамическая ТОИ), °C: Относительный показатель сопротивления стабилизированного материала окислительной деструкции, определенный калориметрическим измерением температуры начала экзотермического окисления материала, который нагревается с заданной скоростью в атмосфере воздуха или кислорода при атмосферном давлении.

     4 Сущность метода

4.1 Общие положения

Метод заключается в определении времени, в течение которого, или температуры, до достижения которой антиоксидантная стабилизирующая система, присутствующая в образце для испытания, препятствует окислению при выдержке образца в изотермическом режиме при заданной температуре или его нагреванию с постоянной скоростью в атмосфере кислорода или воздуха. Время или температура окислительной индукции представляет собой оценку уровня (или степени) стабилизации испытуемого материала. Высокие температуры испытания приведут к более короткому времени окислительной индукции; большие скорости нагрева приведут к увеличению температуры окислительной индукции. Температура и время окислительной индукции зависят также от площади поверхности испытуемого образца. Следует иметь в виду, что испытания с использованием чистого кислорода, приведут к уменьшению температуры или времени окислительной индукции по сравнению с испытаниями, проводимыми в атмосферном воздухе.

Примечание - Температура или время окислительной индукции могут указывать на эффективность антиоксиданта, присутствующего в образце для испытаний. Следует, однако, с осторожностью интерпретировать полученные данные, так как кинетика окислительной реакции зависит от температуры и собственных свойств добавок, содержащихся в данном образце. Например, данные температуры или времени окислительной индукции часто используют при выборе оптимальных составов пластмасс. Нестабильные антиоксиданты или различия в энергии активации реакций окисления могут приводить к получению заниженных значений температуры или времени окислительной индукции, хотя антиоксиданты могут выполнять свои функции при эксплуатации готового изделия при заданной температуре.

4.2 Время окислительной индукции (изотермическое ВОИ)

Образец и эталонный материал нагревают при постоянной скорости в среде инертного газа (азота). Когда заданная температура достигнута, заменяют среду инертного газа на кислородную или воздушную среду при неизменной скорости потока. Затем образец выдерживают при постоянной температуре до тех пор, пока реакция окисления не отобразится на термической кривой. Изотермическое ВОИ - это время между началом подачи кислорода или воздуха в измерительную ячейку и началом реакции окисления. На начало окисления указывает резкое увеличение выделяемого тепла, которое можно наблюдать с помощью дифференциального сканирующего калориметра (ДСК). Изотермическое ВОИ определяют согласно 9.6.1.

4.3 Температура окислительной индукции (динамическая ТОИ)

Образец и эталонный материал нагревают при постоянной скорости в атмосфере кислорода или воздуха до тех пор, пока реакция окисления не отобразится на термической кривой. Динамическая ТОИ - это температура начала реакции окисления. На начало окисления указывает резкое увеличение выделяемого тепла, которое можно наблюдать с помощью дифференциального сканирующего калориметра (ДСК). Динамическую ТОИ определяют согласно 9.6.2.

     5 Аппаратура и материалы

5.1 Общие положения

См. ГОСТ Р 55134 (раздел 5), подразделы 5.5-5.8 применяют при необходимости (подразделы 5.7 и 5.8 применяют только при измерении времени окислительной индукции).

5.2 Прибор ДСК

Прибор ДСК должен обеспечивать температуру не менее 500°C. При определении времени окислительной индукции обеспечивают отклонение от заданной температуры испытания не более ±0,3°C в течение всего времени испытания - обычно 60 мин.

При проведении высокоточных измерений рекомендуется обеспечивать отклонение от заданной температуры испытания не более ±0,1°C.

5.3 Тигли

Образцы помещают в открытые или закрытые вентилируемые тигли, которые обеспечивают эффективный газообмен с окружающей средой. Рекомендуется использовать тигли, изготовленные из алюминия. Тигли, изготовленные из других материалов, используют по согласованию между заинтересованными сторонами.

Примечание - Химический состав материала тигля может оказывать значительное влияние на результаты определения температуры или времени окислительной индукции (включая любые, связанные с ним каталитические эффекты). Выбор материала тигля зависит от предполагаемого назначения испытуемого материала. Для испытания полиолефинов, используемых в производстве проволоки и кабелей, применяют медные или алюминиевые тигли, а для полиолефинов, используемых для изготовления геомембран и барьерных пленок, применяют только алюминиевые тигли.

5.4 Расходометр

Для контроля газового потока используют устройство измерения скорости потока, например, ротаметр или пленочный расходомер с регулятором расхода. Устройства контроля подлежат калибровке в установленном порядке.

5.5 Кислород

Следует использовать кислород чистотой не менее 99,5% (сверхсухой).

Рекомендуется применять кислород по ГОСТ 5583.

Предупреждение - Использование оборудования, содержащего газ высокого давления, требует правильного и надлежащего с ним обращения. Кроме того, кислород является сильным окислителем, который резко ускоряет процесс горения. Масло и консистентную смазку хранят вдали от оборудования, использующего или содержащего кислород.

5.6 Воздух

Следует использовать сухой сжатый воздух, не содержащий масла и консистентной смазки, по ГОСТ 17433 (классы 0; 1; 3).

5.7 Азот

Следует использовать азот чистоты не менее 99,99% (сверхсухой).

Рекомендуется применять азот повышенной чистоты по ГОСТ 9293, допускается применение технического азота по ГОСТ 9293 с применением осушителя, рекомендованного изготовителем прибора.

5.8 Переключатели и контроллеры газа

Прибор ДСК, используемый для измерения времени окислительной индукции, требуется переключать из режима подачи азота в режим подачи кислорода или воздуха. Расстояние между местом переключения газа и измерительной ячейкой прибора должно быть возможно малым, с временем запаздывания менее чем 1 мин для сведения к минимуму объема переключения, т.е. объема азота, который поступил в измерительную ячейку после переключения из режима подачи азота в режим подачи кислорода или воздуха. Соответственно, при расходе газа 50 см/мин объем переключения должен составить менее 50 см.

Примечание - Можно повысить точность измерения, если известно время запаздывания. Один из возможных способов определения времени запаздывания - проведение испытания с использованием нестабилизированного материала, который сразу же окисляется в присутствии кислорода. Время этого испытания позволит скорректировать последующие определения ВОИ и ТОИ.

     6 Образцы для испытания

6.1 Общие положения

Образцы для испытания - см. ГОСТ Р 55134 (раздел 6).

Образцы для испытаний должны иметь равномерную толщину (650±100) мкм и параллельные поверхности, которые должны быть плоскими и не иметь заусенцев или царапин.

Примечание - Методы отбора материала и изготовления образцов для испытаний влияют на результаты испытания, поэтому их следует выбирать с учетом природы материала или изделия, его предварительной обработки, размеров и условий эксплуатации.

Кроме того, отношение площади поверхности образца к его объему, неоднородность образцов, остаточные напряжения или отсутствие контакта между образцом и тиглем могут уменьшать точность испытания.

Если требуется определить изменение ВОИ или ТОИ в зависимости от толщины образца, то может потребоваться использование образцов, толщина которых значительно меньше 650 мкм, что указывают в протоколе испытания.

6.2 Образцы из пластин, изготовленных методом прессования

Образцы для испытаний вырубают из пластин, изготовленных методом прессования по ГОСТ 12019, толщина пластины - по 6.1.

Кроме того, образец соответствующей толщины можно вырезать из пластины большей толщины, изготовленной методом прессования. Если в соответствующем стандарте на материал время выдержки при температуре прессования не установлено, выдерживают материал при температуре прессования в течение 5 мин. Для вырубки образца в виде диска диаметром меньшим, чем внутренний диаметр тигля, рекомендуется использовать фрезу. Размеры образцов в виде диска должны быть такими, чтобы образец был горизонтально расположен в тигле, не допускается складывать образцы для увеличения массы.

Примечание - Масса образцов для испытания зависит от диаметра диска. Образцы диаметром 5,5 мм, вырезанные из листа, будут иметь массу от 12 до 17 мг в зависимости от плотности материала.