ISO 15512:2019 プラスチック—水分含有量の測定 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

この文書の開発に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令で説明されています。 1. 特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令の編集規則に従って作成されました。 2 ( www.iso.org/directives を参照)

このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)

このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。

規格の自主的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則への ISO の準拠に関する情報については、 www を参照してください。 .iso.org/iso/foreword.html .

この文書は、技術委員会 ISO/TC 61, プラスチック、小委員会 SC 5, 物理化学的特性によって作成されました。

この第 5 版は、技術的に改訂された第 4 版 (ISO 15512:2016) を取り消して置き換えるものです。前作からの主な変更点は以下の通り。

  • 水分測定のための 2 つの代替方法 (方法 D および E) の追加。

序章

プラスチックの水分含有量測定の研究所間の比較可能性は、しばしば低いです。これの主な原因は、サンプルのパッケージング、サンプルの取り扱い、および機器と設定の違いです。サンプルは、たとえば、特別なガラス容器または防水シール付きバッグに詰める必要があります。サンプルの取り扱いは、乾燥窒素または空気環境で行うことが好ましい。再現性と再現性を向上させるために、このドキュメントで規定されている手順に厳密に従うことを意図しています。

気化法の温度設定は、このドキュメントでは指定されていません。マノメトリック法では、200 °C の温度がよく使用されます。ただし、一部の凝縮材料では、これが高すぎる可能性があり、たとえば、凝縮反応により水が生成される可能性があります。

加熱温度は、試験する材料、使用する機器、および実際の状況に応じて最適化する必要があります。温度が低すぎると、試験対象の材料に含まれる水の総量が完全に蒸発しません。一方、高すぎると、分解や縮合反応などの影響により水が発生します。

この文書では、水分含有量の測定に適切な温度を選択し、ラボ間の比較可能性を向上させるために、加熱温度を最適化するための手順が含まれています。

1 スコープ

この文書は、粉末、顆粒、および完成品の形のプラスチックの水分含有量の測定方法を規定しています。これらの方法は、ISO 62 で測定されたプラスチックの吸水率 (動力学および平衡) をテストしません。

方法 A は、0.1% の精度で 0.1% の水分含有量を測定するのに適しています。方法 B と方法 C は、0.01% の精度で 0.01% という低い水分含有量の測定に適しています。方法 D は、0.01% の精度で 0.01% という低い水分含有量の測定に適しています。メソッド E は、0.001% の精度で 0.001% の水分含有量を測定するのに適しています。記載されている精度は、可能な最大サンプル質量にも依存する検出限界です。含水量は、水のパーセント質量分率として表されます。

方法Dは、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリラクチド(PLA)に適しています)、ポリアミドイミド (PAI)、NH 3を放出する可能性のあるサンプルには特にお勧めしません。方法 A, B, C, および E は、通常、すべての種類のプラスチックおよび水分レベルに適しています。

水分含有量は、材料を処理するための重要なパラメーターであり、適切な材料規格で指定されたレベルを下回っていると予想されます。

このドキュメントでは、6 つの代替方法が指定されています。

  • 方法 A は、無水メタノールを使用した抽出方法に続いて、抽出された水のカールフィッシャー滴定です。すべてのプラスチックに使用でき、4mm×4mm×3mmより小さい顆粒に適用できます。この方法は、例えば、メタノールに不溶の粉末状のプレポリマー材料にも使用できる。
  • B1法 は、チューブオーブンを用いた気化法です。テスト部分に含まれる水分は蒸発し、乾燥空気または窒素キャリアガスによって滴定セルに運ばれ、カールフィッシャー滴定または水分センサーによる電量測定が続きます。すべてのプラスチックに使用でき、4mm×4mm×3mmより小さい顆粒に適用できます。
  • メソッド B2 は、加熱されたサンプル バイアルを使用する気化法です。テスト部分に含まれる水分は蒸発し、乾燥空気または窒素キャリアガスによって滴定セルに運ばれ、その後、収集された水分のカールフィッシャー滴定が行われます。すべてのプラスチックに使用でき、4mm×4mm×3mmより小さい顆粒に適用できます。
  • 方法 C はマノメトリック法です。含水量は、水が真空下で蒸発したときに生じる圧力の増加から決定されます。この方法は、室温での蒸気圧に大きく寄与する量の、水以外の揮発性化合物を含むプラスチック サンプルには適用できません。ガスクロマトグラフィーなどにより、大量の揮発性化合物の存在を定期的に確認する必要があります。このようなチェックは、新しいタイプまたは等級の材料に対して特に必要です。
  • 方法 D は、蒸発した水の検出に五酸化二リン (P 2 O 5 ) セルを使用する熱電量法です。テスト部分に含まれる水分は蒸発し、乾燥空気または窒素キャリア ガスによってセンサー セルに運ばれ、その後、収集された水分の電量測定が行われます。この方法は、室温での蒸気圧に大きく寄与する量の、水以外の揮発性化合物を含むプラスチック サンプルには適用できません。これは特に、アンモニアやあらゆる種類のアミンなど、五酸化二リンセンサーの酸性コーティングと反応する可能性のある揮発性成分に関連しています。大量の揮発性化合物が存在するかどうかのチェックは、定期的に実施する必要があります。このようなチェックは、新しいタイプまたは等級の材料に対して特に必要です。
  • 方法 E は、水素化カルシウムに基づく方法です。サンプルの水分は、真空と加熱の組み合わせにより蒸発します。蒸発した水は、水素化カルシウムと反応して分子水素と水酸化カルシウムになります。水素は、蒸発した水に比例する真空中の圧力の増加を引き起こします。冷却トラップ内の水素化カルシウム凝縮物と反応せず、測定に影響を与えない揮発性成分。

2 参考文献

以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、テキスト内で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

  • ISO 760, 水の測定 — カールフィッシャー法 (一般法)

3 用語と定義

このドキュメントには、用語と定義は記載されていません。

ISO と IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。

参考文献

[1]ISO 62, プラスチック — 吸水量の測定
[2]ISO 307, プラスチック - ポリアミド - 粘度数の測定
[3]ISO 1628-1, プラスチック — キャピラリー粘度計を使用した希釈溶液中のポリマーの粘度の測定 — 1: 一般原則
[4]ISO 1628-2, プラスチック — 毛細管粘度計を使用した希釈溶液中のポリマーの粘度の測定 — 2:ポリ塩化ビニル樹脂
[5]ISO 1628-3, プラスチック — キャピラリー粘度計を使用した希釈溶液中のポリマーの粘度の測定 — 3: ポリエチレンとポリプロピレン
[6]ISO 1628-4, プラスチック — キャピラリー粘度計を使用した希釈溶液中のポリマーの粘度の測定 — 4: ポリカーボネート (PC) 成形および押出材料
[7]ISO 1628-5, プラスチック — 毛細管粘度計を使用した希釈溶液中のポリマーの粘度の測定 — 5: 熱可塑性ポリエステル (TP) ホモポリマーおよびコポリマー
[8]ISO 1628-6, プラスチック — 粘度数と極限粘度数の測定 — 6: メタクリル酸メチルポリマー

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, 2 (see www.iso.org/directives ).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www.iso.org/iso/foreword.html .

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 5, Physical-chemical properties.

This fifth edition cancels and replaces the fourth edition (ISO 15512:2016), which has been technically revised. The main change compared to the previous edition is as follows:

  • addition of two alternative methods for water determination (Methods D and E).

Introduction

The interlaboratory comparability of the water content determination of plastics is often low. Major causes for this are the sample packaging, sample handling, and differences between equipment and settings. Samples should, e.g. be packed in special glass containers or water barrier sealed bags. Sample handling is preferably to be carried out in a dry nitrogen or air environment. For improving the repeatability and reproducibility, the procedure prescribed in this document is intended to be followed strictly.

The temperature settings for the vaporization method are not specified in this document. For the manometric method, a temperature of 200 °C is often used. However, for some condensation materials, this might be too high and could, e.g. cause generation of water due to a condensation reaction.

The heating temperature needs to be optimized depending on the material to be tested, the equipment in use, and the practical circumstances. If the temperature is too low, the total amount of water in the material to be tested will not be evaporated completely, whereas too high temperatures cause water generation due to effects like degradation and condensation reactions.

In this document, a procedure is included for optimization of the heating temperature in order to choose the correct temperature for the water content determination and to improve the interlaboratory comparability.

1 Scope

This document specifies methods for the determination of the water content of plastics in the form of powder, granules, and finished articles. These methods do not test for water absorption (kinetics and equilibrium) of plastics as measured by ISO 62.

Method A is suitable for the determination of water content as low as 0,1 % with an accuracy of 0,1 %. Method B and Method C are suitable for the determination of water content as low as 0,01 % with an accuracy of 0,01 %. Method D is suitable for the determination of water content as low as 0,01 % with an accuracy of 0,01 %. Method E is suitable for the determination of water content as low as 0,001 % with an accuracy of 0,001 %. The stated accuracies are detection limits which depend also on the maximal possible sample mass. The water content is expressed as a percentage mass fraction of water.

Method D is suitable for polyamide (PA), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyethylene (PE), epoxy resin, polyethylene terephthalate (PET), polyester, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl chloride (PVC), polylactide (PLA), polyamidimid (PAI), it is especially not recommended for samples which can release NH3. Methods A, B, C and E are generally suitable for all types of plastic and moisture level.

Water content is an important parameter for processing materials and is expected to remain below the level specified in the appropriate material standard.

Six alternative methods are specified in this document.

  • Method A is an extraction method using anhydrous methanol followed by a Karl Fischer titration of the extracted water. It can be used for all plastics and is applicable to granules smaller than 4 mm × 4 mm × 3 mm. The method can also be used for, e.g. prepolymer materials in the form of a powder that are insoluble in methanol.
  • Method B1 is a vaporization method using a tube oven. The water contained in the test portion is vaporized and carried to the titration cell by a dry air or nitrogen carrier gas, followed by a Karl Fischer titration or a coulometric determination by means of a moisture sensor of the collected water. It can be used for all plastics and is applicable to granules smaller than 4 mm × 4 mm × 3 mm.
  • Method B2 is a vaporization method using a heated sample vial. The water contained in the test portion is vaporized and carried to the titration cell by a dry air or nitrogen carrier gas, followed by a Karl Fischer titration of the collected water. It can be used for all plastics and is applicable to granules smaller than 4 mm × 4 mm × 3 mm.
  • Method C is a manometric method. The water content is determined from the increase in pressure, which results when the water is evaporated under a vacuum. This method is not applicable to plastic samples containing volatile compounds, other than water, in amounts contributing significantly to the vapour pressure at room temperature. Checks for the presence of large amounts of volatile compounds are to be carried out periodically, for example by gas chromatography. Such checks are particularly required for new types or grades of material.
  • Method D is a thermocoulometric method using a diphosphorus pentoxide (P2O5) cell for the detection of the vaporized water. The water contained in the test portion is vaporized and carried to the sensor cell by a dry air or nitrogen carrier gas, followed by a coulometric determination of the collected water. This method is not applicable to plastic samples containing volatile compounds, other than water, in amounts contributing significantly to the vapour pressure at room temperature. This is specially related to volatile components which can react with the acidic coating of the diphosphorus pentoxide sensor, e.g. ammonia or any kind of amines. Checks for the presence of large amounts of volatile compounds are to be carried out periodically. Such checks are particularly required for new types or grades of material.
  • Method E is a calcium hydride based method. The water content of a sample evaporates due to a combination of vacuum and heating. The evaporated water reacts with calcium hydride to molecular hydrogen and calcium hydroxide. The hydrogen causes an increase of pressure in the vacuum that is proportional to the evaporated water. Volatile components, that do not react with calcium hydride condensate in a cooling trap and do not affect the measurement.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO 760, Determination of water — Karl Fischer method (General method)

3 Terms and definitions

No terms and definitions are listed in this document.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

Bibliography

[1]ISO 62, Plastics — Determination of water absorption
[2]ISO 307, Plastics — Polyamides — Determination of viscosity number
[3]ISO 1628-1, Plastics — Determination of the viscosity of polymers in dilute solution using capillary viscometers — 1: General principles
[4]ISO 1628-2, Plastics — Determination of the viscosity of polymers in dilute solution using capillary viscometers — 2: Poly(vinyl chloride) resins
[5]ISO 1628-3, Plastics — Determination of the viscosity of polymers in dilute solution using capillary viscometers — 3: Polyethylenes and polypropylenes
[6]ISO 1628-4, Plastics — Determination of the viscosity of polymers in dilute solution using capillary viscometers — 4: Polycarbonate (PC) moulding and extrusion materials
[7]ISO 1628-5, Plastics — Determination of the viscosity of polymers in dilute solution using capillary viscometers — 5: Thermoplastic polyester (TP) homopolymers and copolymers
[8]ISO 1628-6, Plastics — Determination of viscosity number and limiting viscosity number — 6: Methyl methacrylate polymers