ГОСТ 9.717-91

 Группа Т99

     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Единая система защиты от коррозии и старения

          
МАТЕРИАЛЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

Метод определения массовой доли химически и физически связанной воды

     
Unified system of corrosion and ageing protection.
Polymeric materials. Method of determining the mass portion
of chemically and physically bound water

ОКСТУ 0009

Дата введения 1992-01-01

     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

     
     1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам
     
     РАЗРАБОТЧИКИ
     
     X.Н.Фидлер, канд. техн. наук; К.3.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 N 394
     
     3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
     
     4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
     

     
     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.
     

1. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ
С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕАКТИВА ФИШЕРА

     
     Определение основано на химическом взаимодействии воды, содержащейся 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 NN-диметилформамид*, метилцеллозольв, пиридин или другие инертные растворители, а также реактив Фишера измененного состава, в котором метанол заменен метилцеллозольвом или NN-диметилформамидом*. В зависимости от типа анализируемого материала выбирают растворитель и реактив Фишера по приложению 2.
________________
     * Вероятно ошибка оригинала. Следует читать N,N-диметилформамид. Примечание
     
     
     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 3. 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  и относительную погрешность определения устанавливают в соответствии с табл.1.

Таблица 1

     Массу образца устанавливают, исходя из того, что расход реактива Фишера для определения содержания воды должен быть от 3 до 8 см. Для этого проводят предварительные испытания по определению этого расхода.
     
      1.1.4. Взвешивают образцы на часовом стекле, определяют массу образцов  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.1.
     

     
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 внесения образца;
7 - штуцер для введения растворителя; 5 - 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 см и высокоскоростной мешалки с регулируемой скоростью вращения от 300 до 18000 мин. 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 см/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 дм, снабженную обратным холодильником с хлоркальциевой  трубкой, помещают 5 г магния в стружке, 0,5 г йода и приливают 250-300 см метанола. Если водород при этом выделяется слабо, смесь слегка нагревают на водяной бане до полного растворения магниевых стружек. Через обратный холодильник приливают 500-600 см 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 дм пиридина кипятят с 150-200 г гидроокиси калия около 30 мин в круглодонной колбе вместимостью 2 дм, 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 давлении 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 давлений 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 2.
     
     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.
     
     1.3.2. 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 см реактива Фишера, как указано в пп.1.3.3.1-1.3.3.2.
     
     1.3.3.1. В стеклянный сосуд прибора (черт.1) через штуцер 7 вводят 100 см 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. 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 смреактива Фишера и снова титруют, как указано в п.1.3.3.1.
     
     Фиксируют объем реактива Фишера (V), израсходованный на титрование. Объем реактива определяют по разности показаний микробюретки до и после титрования.
     
     Массу капли воды  вычисляют по разности масс предварительно взвешенной капельницы с водой  и капельницы, взвешенной после истечения из нее в колбу для титрования одной капли воды . Взвешивание проводят с погрешностью не более ±0,00005 г.
     
     После введения навески штуцер 7 закрывают осушительной трубкой на шлифе 17.
     
     Титр реактива Фишера () в мг/см, по воде вычисляют по формуле

     ,                                                                                 (1)

где - масса капли воды, г;
     
     V - объем реактива Фишера, израсходованного на титрование, см;
     
     1000 - нормирующий коэффициент.
     
     Титр реактива Фишера по 3-водному уксуснокислому натрию () в мг/см, вычисляют по формуле

,                                                                               (2)

где - масса уксуснокислого натрия, г;
     
     V - объем реактива Фишера, израсходованного на титрование навески, см;
     
     2,52 и 1000 - нормирующие коэффициенты.
     
     Титр реактива Фишера по 2-водному виннокислому натрию (), в мг/см, вычисляют по формуле

    ,                                                                                   (3)

 где  - масса виннокислого натрия, г;
     
     V - объем реактива Фишера, израсходованного на титрование навески, см;
     
     6,36 и 1000 - нормирующие коэффициенты.
     
     За результат определения  или принимают среднее арифметическое результатов не менее трех параллельных соответствующих определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,005 мг/см.
     
     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.1. Через штуцер 7 вводят в сосуд 100 см растворителя и закрывают его осушительной трубкой. В полую трубку помещают навеску материала. Через трубку 10 и систему осушения азота в сосуд под давлением пропускают сухой азот. Оттитровывают воду, находящуюся в растворителе и на стенках сосуда, реактивом Фишера с помощью микробюретки в соответствии с п.1.3.3.1. Поворотом полой пробки вводят навеску материала в сосуд и включают мешалку 4 на скорость 15000-18000 мин. Помол навески и растворение продолжают в течение 15 мин, после чего мешалку 4 переключают на скорость 300 мин и проводят электрометрическое титрование воды, экстрагированной из образца, в соответствии с п.1.3.3.1. Фиксируют объем реактива Фишера (V, см), 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 3.
     
     1.5. Обработка результатов
     
     Массовую долю воды (общее содержание) () в процентах вычисляют по формуле

     ,                                                                               (4)

где V - объем реактива Фишера, израсходованного на титрование, по п.1.4.1, см;
     
      - титр реактива Фишера, по п.1.3.3.2, мг/см;
     
      - масса образца, по п.1.1.4, 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.1.1.2.
     
     2.1.3. Массу образцов  определяют в соответствии с табл.2 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.
     

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

     
     
     2.2.1.1. 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 (PO) 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  и .
     
     2.2.1.2. Блок-схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП) приведена на черт.3.
     

 Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с дисплеем

1 - электролитическая ячейка; 3 - интегратор; 3 - конденсатор; 4 - разрядное устройство;
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.1.2.2.
     
     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.1.3.1.
     
     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 т в соответствии с п.2.3.3.
     

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

     .                                                                                    (5)

     2.3.6. В лодочку для образцов, подготовленную по п.2.3.3, помещают капилляр с водой по п.2.3.5 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) см/мин. По дисплею определяют количество импульсов С, соответствующее количеству воды в капилляре.
     
     2.3.7. Вычисляют постоянную установки (К) в мкг·% по формуле

     ,                                                                                    (6)

где - число импульсов, соответствующее количеству воды, содержащейся в капилляре, зарегистрированных по п.2.3.6.
     
     2.4. Проведение испытаний
     
     2.4.1. Образец материала, отобранный по п.2.1.3, взвешивают с предельно-допустимой погрешностью ±0,00005, помещают в предварительно высушенную по п.2.3.3 лодочку для образцов и быстро вводят ее в печь 4. Включают подогрев печи и пропускают осушенный газ-носитель (азот) со скоростью (70±1) см/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 3.
     
     2.5. Обработка результатов
     
     2.5.1. Массовую долю воды () в процентах вычисляют по формуле

     ,                                                                                             (7)

где C - число импульсов, зарегистрированных на дисплее установки, по п.2.4.2;
 
     - масса образца по п.2.1.3, мг;
     
     К - постоянная установки по п.2.3.7.
     
     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.1.1.1-1.1.2.
     
     Массу образца устанавливают по п.1.1.3, табл.1.
     
     3.2. Аппаратура, материалы, реактивы
     
     3.2.1. Установка для измельчения полимерных материалов при отрицательных температурах, рекомендуемая схема которой приведена на черт.4.
     

Установка для измельчения полимерных материалов

1 - вибрационный узел; 2 - разборная гильза; 3 - измельчающие тела; 4 - электромагнит;
5 - стержень; 6 - пружины

Черт.4

     
     
     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).
     
     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 °C. .
     
     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.1.3.1.
     
      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  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  взвешиванием с погрешностью не более ±0,00005 г. Массу образца  определяют по формуле

    .                                                                               (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 массыпри 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 бюксы с крышкой и помещенными в нее продуктами помола и гильзой 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 массыпри температуре (23±5) °С; погрешность взвешивания не более ±0,00005 г.
     
      3.5. Обработка результатов
     
     Массовую долю физически связанной воды в образце материала () в процентах вычисляют по формуле

     ,                                                                    (9)

где  - масса гильзы, измельчающих тел и образца, г;
     
     -  масса металлической бюксы с крышкой, г;
     
      - масса образца, гильзы с измельчающими телами и металлической бюксой, г;
     
      - 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 значением 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.1 или 2;
     
      - среднее арифметическое значение массовой доли физически связанной воды, определенное по разд.3.
     

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

________________
     * Вероятно ошибка оригинала. Следует читать N,N-диметилформамид. Примечание
     
     
     Примечание. Содержание воды в растворителях, применяемых для растворения или экстрагирования воды из анализируемого материала, не должно превышать 0,05%.
     
     

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РЕАКТИВА ФИШЕРА

     1. Реактив Фишера обычного состава готовят следующим образом: 670 см обезвоженного метанола помещают в сухую колбу вместимостью 2 дм, добавляют 85 г йода, герметично закрывают притертой пробкой и перемешивают до полного растворения йода. Затем добавляют 270 см 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/см .
     
      Реактив Фишера хранят в защищенной от попадания света склянке с притертой пробкой.
     
     2. Реактив Фишера измененного состава готовят аналогично требованиям п.1, заменяя метанол на метилцеллозольв, или как указано ниже.
     
     Готовят раствор 1. В сухую колбу из термостойкого стекла помещают 220 см пиридина, охлаждают колбу смесью сухого льда и ацетона, приливают в нее осторожно порциями 33 см (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 см 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/см.
     
     Реактив Фишера хранят, как указано в п.1.
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
 Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ  ИСПЫТАНИЙ

     Наименование, марка и дата изготовления материала;
     
     дата изготовления образца;
     
     количество образцов для испытаний;
     

по разд. 1

     
     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. 2

     масса образца, г;
     
     масовая доля воды каждого образца, %;
     
     среднее арифметическое значение массовой доли воды образца (), %;     
     

по разд. 3

     
     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 фамилии лиц, проводивших испытания.
          
     
     
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1991