ГОСТ Р 53293-2009 — Идентификация методами термического анализа
Справка
ГОСТ Р 53293-2009. Национальный стандарт Российской Федерации. Пожарная опасность веществ и материалов. Материалы, вещества и средства огнезащиты. Идентификация методами термического анализа
Fire hazard of substances and materials. Materials, substances and fire protective means. Identification by thermal analysis methods
Документ введен в действие с 01.05.2009 года с правом досрочного применения (Приказ Ростехрегулирования от 18.02.2009 N 69-ст)
Проверка актуальности — 11.11.2024
ОКС 13.220.40
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН ФГУ ВНИИПО МЧС России
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 274 "Пожарная безопасность"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 февраля 2009 г. N 69-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "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
1 Область применения
Настоящий стандарт является нормативным документом по пожарной безопасности в области стандартизации и распространяется на вещества, материалы, применяемые в строительстве, энергетике, текстильные материалы (далее по тексту — вещества (материалы)), а также на средства огнезащиты.
Стандарт устанавливает порядок и методы проведения термического анализа и последующей аналитической идентификации веществ (материалов) и средств огнезащиты в целях выявления соответствия определенным требованиям.
Стандарт предназначен для применения при испытаниях веществ (материалов) на пожарную опасность, определении огнезащитных свойств составов и пропиток, установлении соответствия и инспекционном контроле продукции, изготавливаемой предприятиями, юридическими и физическими лицами независимо от форм собственности и ведомственной подчиненности, а также продукции, произведенной за рубежом и ввезенной в Российскую Федерацию.
Стандарт может быть использован при экспертизе пожаров и других видах экспертной оценки.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 9.715-86 Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы полимерные. Методы испытаний на стойкость к воздействию температуры
ГОСТ 9980.2-86 Материалы лакокрасочные. Отбор проб для испытаний
ГОСТ 18276.0-88 Покрытия и изделия ковровые машинного способа производства. Метод отбора проб
ГОСТ 29127-91 (ИСО 7111-87) Пластмассы. Термогравиметрический анализ полимеров. Метод сканирования по температуре
ГОСТ Р ИСО 5725-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
ГОСТ Р 52361-2005 Контроль объекта аналитический. Термины и определения.
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 ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
|
3.1 идентификация продукции: Установление соответствия конкретной продукции образцу и (или) ее описанию.
[ГОСТ Р 51293-99, раздел 2]
3.2 аналитическая идентификация: Отнесение объекта аналитического контроля или его компонентов к конкретному веществу, материалу, классу веществ или материалов.
[ГОСТ Р 52361-2005, раздел 2, пункт 39]
|
3.3 аналитический контроль: По ГОСТ Р 52361.
|
3.4 проба вещества (материала): Часть вещества (материала) объекта аналитического контроля, отобранная для анализа и/или исследования его структуры, и/или определения свойств, отражающая его химический состав и/или структуру, и/или свойства.
[ГОСТ Р 52361-2005, раздел 2, пункт 8]
|
3.5 кривая нагревания: Запись температуры вещества (образца), помещенного в среду, нагреваемую с регулируемой скоростью, в зависимости от времени.
3.6 термический анализ; ТА: Группа методов анализа вещества (материала), объединяющая термогравиметрию, дифференциально-термический анализ, дифференциально-сканирующую калориметрию и ряд других методов.
3.7 термогравиметрия; ТГ: Метод термического анализа, при котором регистрируется изменение массы образца в зависимости от температуры или времени при нагревании в заданной среде с регулируемой скоростью.
3.8 термогравиметрия по производной: Метод, позволяющий получить первую или вторую производную термогравиметрической кривой по времени или температуре.
3.9 дифференциально-термический анализ; ДТА: Метод, позволяющий регистрировать разность температур исследуемого вещества и вещества, используемого в качестве эталона, в зависимости от температуры или времени.
3.10 дифференциально-сканирующая калориметрия; ДСК: Метод, позволяющий регистрировать энергию, необходимую для выравнивания температур исследуемого вещества и вещества, используемого в качестве эталона, в зависимости от температуры или времени.
3.11 степень превращения
: Количество прореагировавшего вещества; применительно к ТГ — величина, связанная с начальным
, конечным
значениями массы образца и его массой в данный момент времени
соотношением
.
Примечание —
— безразмерная величина, меняется от 0 до 1.
3.12 экстраполированная точка начала или окончания процесса: Точка пересечения касательной, проведенной в точке наибольшего наклона, с экстраполированной базовой линией.
3.13 температура начала разложения: По ГОСТ 29127.
3.14 значимые идентификационные характеристики термического анализа (критерии идентификации): Характеристики термоаналитических кривых, по которым устанавливается идентичность веществ (материалов) и средств огнезащиты.
3.15 качественные идентификационные характеристики термического анализа: Характеристики ТА-кривых, которые дополняют информацию о процессе разложения.
|
3.16 холостой опыт: Проведение процедуры анализа вещества, материала объекта аналитического контроля без аналитической пробы или с холостой пробой.
[ГОСТ 52361-2005, раздел 2, пункт 31]
|
4 Методы идентификации
4.1 Идентификация проводится с использованием:
— технической документации;
— визуального метода;
— инструментального метода.
4.2 Идентификация с использованием технической документации проводится на основании представленных сопроводительных документов. Сопроводительные документы должны содержать наименование вещества (материала), данные об изготовителе, показатели назначения и другие основные показатели, принадлежность к определенной партии и иные характеристики.
4.3 Визуальный метод основан на восприятии внешнего вида объекта с помощью зрения. Внешний вид является комплексным показателем, который включает в себя форму, цвет (окраску), состояние поверхности, целостность.
4.4 В качестве инструментального метода идентификации используется термический анализ, включающий в себя методы:
— термогравиметрический (ТГ);
— термогравиметрический по производной (ДТГ);
— дифференциально-термический анализ (ДТА) или дифференциально-сканирующую калориметрию (ДСК).
4.5 Идентификация с применением методов термического анализа проводится в два этапа:
— первый этап — получение идентификационных термоаналитических характеристик в результате проведения испытаний с использованием статистических методов обработки и вычисления средних величин и дисперсий;
— второй этап — установление идентичности (тождественности) испытываемого объекта идентификатору <*> на основе сравнения дисперсий и средних величин значимых характеристик термического анализа с использованием статистических критериев: Фишера (F) и t-критерия.
<*> Идентификатор — объект, впервые прошедший термоаналитические испытания и получивший идентификационные характеристики (опорное значение по ГОСТ Р ИСО 5725, часть 1, пункт 3.5).
5 Подготовка к испытаниям и их проведение
5.1 Образцы для проведения испытаний отбираются согласно соответствующим стандартам или техническим условиям (например, для лакокрасочных материалов — по ГОСТ 9980.2, для ковровых покрытий и изделий — по ГОСТ 18276.0).
Примечание — Погрешность отбора проб вещества (материала) или средства огнезащиты включает в себя (по ГОСТ Р 52361): погрешность, обусловленную неоднородностью объекта идентификации; погрешность результатов сопутствующих измерений; погрешность, обусловленную изменением состава и/или структуры, и/или свойств пробы в процессе отбора проб и др.
5.2 Приготовление навесок из образцов объектов непосредственно для испытаний проводится с учетом физических свойств веществ (материалов): теплопроводности, теплоемкости, плотности упаковки частиц образца, размеров включенных частиц и т.п.
Примечания
1 Если образец представляет собой гетерогенную смесь разнородных материалов, компоненты которых распределены во всем объеме случайно, то приготовление навески для испытаний проводят, исходя из опыта сохранения представительности, которая в процессе получения идентификационных характеристик оценивается статистически по нескольким параллельным испытаниям.
2 При приготовлении навески образца указанных выше материалов проводят усреднение пробы, т.е. зернистость и объем ее уменьшают размельчением и последующим делением общего объема пробы на части.
3 Для материалов, состоящих из нескольких частей, например, ковровых покрытий или многослойных материалов, используют метод стратификации, т.е. разделение продуктов на однородные части и последующее испытание каждой с проведением параллельных испытаний по ГОСТ Р 52361.
5.3 Масса, форма и размер навески образцов для испытаний выбираются в зависимости от типа используемого прибора, при этом указанные характеристики образцов фиксируются в протоколе в соответствии с приложением А.
5.4 Рекомендуемые характеристики навесок для некоторых видов веществ (материалов):
— однородные композиционные вещества (материалы) и огнезащитные составы — масса от 1 до 20 мг, толщина от 0,2 до 2 мм, форма — пластина, диск, кольцо;
— ворс ковровых покрытий, нити, волокна — масса от 1 до 20 мг, при этом рекомендуется использование специальных капсул и других приспособлений для удерживания навесок образцов от расползания;
— вспучивающиеся огнезащитные покрытия — в форме диска (пластины, кольца) толщиной от 0,2 до 1 мм и массой от 3 до 20 мг, при этом необходимо учитывать увеличение объема образца во время испытаний и не допускать перелива образца из тигля;
— древесина сосны, обработанная пропиточным составом, — в форме пластины, диска, мелкой стружки, слой с поверхности толщиной от 0,5 до 1 мм.
5.5 Перед испытаниями проводят калибровку прибора на стандартных образцах, прилагаемых к данному типу приборов, в соответствии со стандартами [1 — 6].
Примечание — Требования к приборам термического анализа — в соответствии с приложением Б.
5.6 Стандартные образцы выбираются для каждого метода термического анализа с учетом рекомендаций ГОСТ 9.715, ИСО 11357 [1] и ИСО 11358 [2].
5.7 Погрешность результатов калибровки должна соответствовать параметрам, указанным в инструкции для конкретного типа прибора термического анализа.
5.8 Перед испытаниями должны быть изучены возможные источники систематических погрешностей и учтено их влияние (например, дрейф базисной линии во времени при проведении холостого опыта).
Для этого проводят предварительные испытания и определяют их оптимальные условия: скорость нагревания, массу и форму навески, с учетом приведенных выше рекомендаций. При этом в параллельных испытаниях следует учесть факторы, влияющие на характер термоаналитических кривых (например, вспучивание, расслоение или резкое изменение размеров навески образца в процессе нагревания и т.п.).
5.9 Нагревание образца проводится в динамической окислительной (воздух) или инертной (для коксующихся материалов и средств огнезащиты на органической основе) атмосфере газа. В необходимых случаях, когда требуется повысить сходимость данных, используется переменная динамическая инертная атмосфера газа (азот, аргон) со сменой ее при определенной температуре на окислительную. Смена атмосферы в процессе нагревания проводится также в целях определения коксового и зольного остатков вещества.
Примечания
1 Испытания образцов веществ (материалов), разлагающихся с высокими скоростями потери массы (например, полипропилен, полистирол, полиэтилен и т.п.), проводятся в инертной атмосфере.
2 Температура смены атмосферы определяется для каждого материала индивидуально.
3 Скорость газа во время испытаний от 50 до 100 см3/мин.
4 Требования к газу по ГОСТ 29127 (например, азот особой чистоты — по ГОСТ 9293 с изм. 1, 2, 3).
5.10 Количество проводимых параллельных испытаний и используемые методы термического анализа определяются с учетом специфики исследуемого объекта (состава, однородности и т.п.).
5.11 Рекомендуемое количество параллельных испытаний n от трех до пяти, но не менее трех.
Примечание — В особых случаях допускается проведение двух параллельных испытаний. Особым случаем считают многократные параллельные испытания одних и тех же или однотипных образцов, для которых методически определены форма, масса навески, погрешность, зависящие от структуры образца и других параметров.
5.12 Рекомендуемые основные условия проведения весовых испытаний:
— начальная температура — от 25 °C до 30 °C или температура окружающей среды;
— скорость нагревания — 5, 10, 20 °C/мин;
— атмосфера — инертный газ или воздух с расходом от 50 до 150 мл/мин (рекомендуемая температура переключения газа для полимерных материалов от 500 °C до 650 °C, для огнезащитных красок и термостойких материалов от 750 °C до 850 °C);
— конечная температура — по окончании процесса деструкции (для большинства объектов идентификации не превышает диапазон от 900 °C до 1000 °C).
Примечание — Для получения качественных идентификационных характеристик допускается проведение испытаний в атмосфере воздуха.
5.13 Характеристики термического анализа
5.13.1 Все характеристики ТА, полученные в результате испытаний, разделяют на значимые и качественные.
5.13.2 Значимые идентификационные характеристики ТА:
а) значения температуры, °C, при фиксированных потерях массы (например, 5, 10, 20, 30, 50%), которые определяются по ТГ-кривым, приведенным на рисунке В.1 (приложение В), для веществ (материалов) и огнезащитных покрытий на полимерной основе.
При определении значений температуры диапазон суммарной потери массы материала разбивается не менее чем на четыре значения. Например, для материалов с потерей массы, не превышающей 10%, фиксируются температуры при 1, 2, 3, 4, 5%;
б) потеря массы
, %, при фиксированных значениях температуры (например, 100, 150, 200, 250, 300 °C и т.д.), определяемая по ТГ-кривым, приведенным на рисунке В.2 (приложение В);
в) значения температуры при максимумах скорости потери массы, определяемые по ДТГ-кривым (см. рисунок В.3 приложения В);
г) скорость потери массы, %/мин, или амплитуда максимумов (ДТГ-максимум), определяемые по ДТГ-кривым, приведенным на рисунке В.3 (приложение В);
д) коксовый остаток, %, который определяется по окончании процесса пиролиза в инертной атмосфере или при фиксированной температуре по ТГ-кривым, приведенным на рисунке В.4 (приложение В);
е) зольный остаток, %, который определяется по окончании процесса термоокисления при фиксированной температуре по ТГ-кривым, приведенным на рисунке В.4 (приложение В);
ж) значения температуры плавления и соответствующие им тепловые эффекты, Дж/г, определяемые по ДСК (ДТА)-кривым (см. рисунок В.5 приложения В).
5.13.3 Качественные характеристики ТА:
а) интервалы температур, внутри которых происходят процессы деструкции по ТГ- и ДТГ-кривым, или тепловых эффектов по ДТА (ДСК)-кривым;
б) экстраполированные значения температуры начала и окончания протекания термоаналитических эффектов (см. рисунок В.3 приложения В);
в) тепловые эффекты в абсолютных единицах, Дж/г, по ДСК-кривым или в относительных единицах, °C·мин/мг, по ДТА-кривым.
6 Обработка результатов испытаний
6.1 В результате термоаналитических испытаний получают соответствующие графические зависимости, которые обрабатываются по схемам, приведенным на рисунках В.1 — В.6 (см. приложение В). При этом характеристики ТА, определяемые по а), б) и г) 5.13.2, рекомендуется приводить к безразмерному виду с использованием степени превращения
, которая изменяется в пределах
(см. рисунок В.6 приложения В), и скорости превращения (см. рисунок А.2.1 приложения А)
. (1)
Обработка графических зависимостей проводится с использованием соответствующего программного обеспечения приборов термического анализа.
6.2 В результате обработки графических зависимостей для каждой нормированной точки и нескольких параллельных испытаний определяют:
— среднее арифметическое
по формуле
, (2)
где
— оценка значимой характеристики термического анализа;
— отклонения d от среднего арифметического значения по формулам:
; (3)
— квадраты этих отклонений по формулам:
; (4)
— среднеквадратическое отклонение повторяемости (сходимости) результатов измерений S для каждой точки по формуле
. (5)
6.3 Результаты обработки заносят в протокол испытаний, в котором указывают дату и время испытаний, приводят информацию о материале, заказчике (производителе) и другие сведения в соответствии с приложением А.
7 Установление идентичности образцов
7.1 Идентификация двух испытанных объектов (идентификатора и поступившего повторно на испытания объекта) проводится на основе сравнения следующих критериев идентификации:
— количества ДТГ-максимумов на соответствующих кривых;
— всех значимых характеристик, определенных в разделе 6.
7.2 В этих целях повторно поступивший материал проходит испытания и проводится обработка результатов согласно разделам 5, 6 настоящего стандарта.
7.3 Результаты испытаний сравниваются с аналогичными результатами, полученными для идентификатора. Сравнению подлежат характеристики ТА, полученные на приборах одного класса и при одинаковых условиях эксперимента: массе, форме и размере образцов; форме, размере и материале тигля; виде газа динамической атмосферы и расходе газа; скорости нагревания и др.
7.4 Сравнение результатов проводится по следующей схеме:
7.4.1 Вычисляются дисперсии
для каждой значимой точки по формуле
. (6)
7.4.2 Выясняется причастность сравниваемых дисперсий одной и той же генеральной совокупности (проверка нуль-гипотезы, т.е.
) на основании сравнения критериев Фишера (F-критерий) — экспериментального
и теоретического
с использованием следующего неравенства:
, (7)
где
;
— дисперсии нормированных точек идентификатора и идентифицируемого (повторно поступившего на испытания) материала; при этом в числитель всегда ставится большая дисперсия, т.е.
;
выбирается по таблице 1 в зависимости от уровня значимости
и числа степеней свободы
и
(
для числителя и
для знаменателя);
P — доверительная вероятность (рекомендуется принимать равной 0,95 в соответствии с таблицей 1).
Таблица 1
|
f2
|
f1 = 1
|
f1 = 2
|
f1 = 3
|
f1 = 4
|
f1 = 5
|
f1 = 6
|
|
1
|
161
|
200
|
216
|
225
|
230
|
234
|
|
2
|
8,51
|
19,00
|
19,16
|
19,25
|
19,30
|
19,34
|
|
3
|
10,13
|
9,55
|
9,28
|
9,12
|
9,01
|
8,94
|
|
4
|
7,71
|
6,94
|
6,59
|
6,39
|
6,26
|
6,16
|
|
5
|
6,61
|
5,79
|
5,41
|
5,19
|
5,05
|
4,95
|
|
6
|
5,99
|
5,14
|
4,76
|
4,53
|
4,39
|
4,28
|
7.5 Если для каждой значимой характеристики неравенство (7) выполняется, то нуль-гипотеза подтверждается. В этом случае случайные ошибки обеих серий испытаний близки по величине и не вызваны влиянием на них состава материалов. В противном случае (
) делается вывод о том, что материалы не идентичны, проводятся уточняющие расчеты или дополнительные испытания для выявления причин обнаруженных отклонений.
7.6 В случае выполнения неравенства (7) для каждой значимой характеристики проводится сравнение двух средних с помощью t-критериев (
и
) в следующем порядке:
— для каждой значимой точки определяется усредненная дисперсия по формуле
, (8)
где
— количество испытаний идентификатора;
— количество испытаний сравниваемого материала;
— вычисляется
по формуле
. (9)
, (10)
где
определяется по таблице 2 при заданных уровне значимости (
) и числе степеней свободы объединенной выборки (
), то нуль-гипотеза принимается и сравнение средних для каждой нормированной характеристики не дает значимого расхождения.
Таблица 2
t-критерий в зависимости от вероятности и числа степеней свободы
|
Число степеней свободы f
|
Вероятность P
|
|||
|
0,90
|
0,95
|
0,98
|
0,99
|
|
|
2
|
2,92
|
4,30
|
6,97
|
9,93
|
|
3
|
2,35
|
3,18
|
4,54
|
5,84
|
|
4
|
2,13
|
2,78
|
3,75
|
4,60
|
|
5
|
2,01
|
2,57
|
3,37
|
4,03
|
|
6
|
1,94
|
2,45
|
3,14
|
3,71
|
|
7
|
1,89
|
2,36
|
3,00
|
3,50
|
|
8
|
1,86
|
2,31
|
2,90
|
3,36
|
|
9
|
1,83
|
2,26
|
2,82
|
3,25
|
7.6.2 Если при соответствующих значениях
и f (см. таблицу 2) найденное значение
по абсолютной величине окажется больше
(
), то нуль-гипотеза отвергается и значения средних для каждой характеристики ТА имеют значимые расхождения. Выясняются причины полученных расхождений.
7.7 Сравниваемые образцы материалов считаются идентичными по результатам термического анализа на основании следующих заключений:
— совпадает количество основных (значимых) ДТГ-максимумов;
— значимые характеристики ТА удовлетворяют неравенствам (7) и (10) (см. 7.4 — 7.6).
7.8 На основании проведенных испытаний составляется протокол в соответствии с приложением А.
7.9 Протокол испытаний должен содержать:
а) параметры проведения съемки, которые включают в себя:
— тип используемого прибора;
— тип устройства для измерения температуры;
— массу образца;
— форму и размер образца;
— скорость нагревания;
— вид и расход газа используемой динамической атмосферы;
— тип тигля и дополнительного контейнера для образца;
— для автоматизированных приборов — скорость съема информации;
б) информацию об образце материала (ГОСТ, ТУ и т.п.);
в) номер аттестата на термоаналитическое оборудование и срок его действия;
г) результаты расчетов характеристик в соответствии с разделом 6.
7.10 Отчет о проведении идентификации должен содержать результаты и выводы по использованным методам идентификации (см. 4.2 — 4.4).
7.11 При положительном результате испытаний в выводах указывается, что материалы являются идентичными.
7.12 При отрицательном результате испытаний и невыполнении требования 7.6.1 в отчете приводятся соответствующие выводы, на основе которых проводятся корректирующие мероприятия.
7.13 Отчет заверяется подписями исполнителей, выполнивших работу по идентификации.
Приложение А
(обязательное)
ПРОТОКОЛЫ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ОБРАЗЦОВ
Образец протокола А.1
ПРОТОКОЛ N ____ от "___" _____________ 20___ г
результатов термического анализа материалов
А.1.1 Изготовитель _______________________________________________________
А.1.2 Наименование материала (ТУ, ГОСТ) __________________________________
А.1.3 Дата поступления образца на испытания ______________________________
А.1.4 Дата проведения испытаний __________________________________________
А.1.5 Аппаратура термического анализа ____________________________________
А.1.6 Аттестат N ____ действителен до "___" ______________ 20___ г
А.1.7 Условия проведения испытаний: таблица А.1.1
Таблица А.1.1
|
Условия испытаний
|
Используемый метод (модуль)
|
|
|
ТГ
|
ДСК (ДТА)
|
|
|
Термопара (материал, диаметр провода)
|
||
|
Тигель (материал, объем)
|
||
|
Масса образца, мг
|
||
|
Форма образца
|
||
|
Атмосфера
|
||
|
Расход газа, мл/мин
|
||
|
Скорость нагрева, °C/мин
|
||
|
Конечная температура нагрева, °C
|
||
А.1.8 Результаты испытаний: таблица А.1.2, рисунок А.1.1 (наименование файлов данных)
Таблица А.1.2
|
Потеря массы
, %, при температуре, °C |
Коксовый остаток, %, при T, °C
|
Зольный остаток, %, при T, °C
|
||||||||||||
|
S
|
||||||||||||||
|
Температура, °C, при потере массы
|
T5%
|
T10%
|
T20%
|
T50%
|
||||||||||
|
Tср
|
||||||||||||||
|
S
|
||||||||||||||
|
Характеристика максимумов ДТГ-пиков в температурном интервале
(температура максимума Tmax, °C/максимальная скорость потери массы Amax, %/мин-1)
|
||||||||||||||
|
Интервал, °C
|
||||||||||||||
|
Tmax ср/Amax ср
|
||||||||||||||
|
S/S
|
||||||||||||||
|
Температуры максимумов ДСК (ДТА)-пиков, °C
|
||||||||||||||
|
Tmax ср
|
||||||||||||||
|
S
|
||||||||||||||
Исполнитель /Ф.И.О./
Начальник /Ф.И.О./

1 — ТГ-кривая (потеря массы);
2 — ДТГ-кривая (скорость потери массы);
3 — температура (скорость нагревания — 20 °C/мин)
Рисунок А.1.1 — Характерные термоаналитические кривые образца материала
Образец протокола А.2
ПРОТОКОЛ N ____ от "___" _____________ 20___ г
результатов термического анализа материалов
А.2.1 Изготовитель _______________________________________________________
А.2.2 Наименование материала (ТУ, ГОСТ) __________________________________
А.2.3 Дата поступления образца на испытания ______________________________
А.2.4 Дата проведения испытаний __________________________________________
А.2.5 Аппаратура термического анализа ____________________________________
А.2.6 Аттестат N ___ действителен до "___" _______________ 20___ г
А.2.7 Условия проведения испытаний: таблица А.2.1
Таблица А.2.1
|
Условия испытаний
|
Используемый метод (модуль)
|
|
Термопара (материал, диаметр провода)
|
|
|
Тигель (материал, объем)
|
|
|
Масса образца, мг
|
|
|
Форма образца
|
|
|
Атмосфера
|
|
|
Расход газа, мл/мин
|
|
|
Скорость нагрева, °C/мин
|
|
|
Конечная температура нагрева, °C
|
А.2.8 Результаты испытаний: таблица А.2.2, рисунок А.2.1 (наименование файлов данных)
Таблица А.2.2
Исполнитель: /Ф.И.О./
Начальник: /Ф.И.О./

Приложение Б
(обязательное)
ТРЕБОВАНИЯ К ПРИБОРАМ, ПРИМЕНЯЕМЫМ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ
Б.1 Для проведения идентификации методами термического анализа применяют приборы, внесенные в Госреестр средств измерений и имеющие Сертификат об утверждении типа средств измерений, а также действующее Свидетельство о поверке.
Б.2 Для идентификации применяют автоматизированные приборы термического анализа, имеющие соответствующее программное обеспечение для обработки результатов, следующих типов:
— модульные, в которых каждому методу соответствует один прибор (например, только ТГ или только ДТА);
— совмещенные, в которых разные методы (ТГ, ДТА или ДСК) реализуются одним прибором;
— с горизонтальным или вертикальным размещением реакционных камер и механизмов весов;
— одно- или двухчашечные.
Б.3 Программное обеспечение должно позволять получать автоматическое представление измеряемого сигнала (ТГ, ДТА или ДСК) в виде зависимости "сигнал — температура" или "сигнал — время".
Б.4 Требования к термовесовым устройствам:
— взвешивание образца должно проводиться с точностью +/- 0,1 мг или выше;
— температурный диапазон нагревания — не менее 1000 °C;
— погрешность измерения температуры — не более 2 °C;
— скорость нагревания — от 5 °C/мин до 20 °C/мин;
— возможность осуществлять контроль атмосферы на входе в реакционную камеру и на выходе из нее;
— возможность устанавливать расход продувочного газа с регулировкой +/- 10%.
Б.5 Требования к дифференциальным сканирующим калориметрам:
— обеспечение возможности работать с постоянными скоростями нагрева в диапазоне от 1 °C/мин до 20 °C/мин;
— погрешность измерения температуры не более 1 °C;
— чувствительность не хуже 10 мкВт;
— динамическая атмосфера с возможностью устанавливать скорость потока продувочного газа с регулировкой +/- 10%;
— температурный диапазон нагревания не менее 500 °C.
Б.6 Требования к дифференциально-термическим анализаторам:
— обеспечение возможности работать с постоянными скоростями нагревания в диапазоне от 5 °C/мин до 20 °C/мин;
— погрешность измерения температуры — не более 2,5 °C;
— чувствительность не хуже 0,1 мВ;
— динамическая атмосфера с возможностью устанавливать скорость потока продувочного газа с регулировкой +/- 10%;
— температурный диапазон нагревания не менее 1000 °C.
Приложение В
(рекомендуемое)
СХЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

1 — ТГ-кривая (потеря массы); 2 — температура;
3 — характерные точки ТГ-кривой;
4 — температура при потере 10% и 50% массы
Рисунок В.1 — Схема определения характерных значений температуры при фиксированных значениях потери массы (в координатах «потеря массы — время»)

1 — ТГ-кривая (потеря массы); 2 — температура;
3 — характерные точки ТГ-кривой;
4 — потеря массы при 300 °C и 400 °C
Рисунок В.2 — Схема определения характерных значений потери массы при фиксированных значениях температуры (в координатах «потеря массы — время»)

1 — ТГ-кривая; 2 — ДТГ-кривая; 3 — экстраполированная температура начала процесса по ТГ-кривой; 4 — экстраполированные температуры начала и окончания процесса по ДТГ-кривой; 5 — экстраполированная температура максимума по ДТГ-кривой; 6 — амплитуда скорости потери массы по ДТГ-кривой
Рисунок В.3 — Схема определения экстраполированных температур (3, 4, 5) по ТГ(1) и ДТГ(2)-кривым

1 — ТГ-кривая; 2 — ДТГ-кривая; 3 — коксовый остаток при 750 °C; 4 — зольный остаток при 900 °C
Рисунок В.4 — Схема определения коксового и зольного остатков по термогравиметрической кривой (в координатах «сигнал — температура»)

1 — ДСК-кривая; 2 — температура экстремума теплового эффекта плавления; 3 — тепловой эффект плавления (
); 4 — экстраполированная температура начала плавления (
); 5 — нулевая линия
Рисунок В.5 — Схема определения характеристик плавления по ДСК-кривой (в координатах «сигнал — температура»)

1 — по термогравиметрической кривой m = f(T); 2 — по кривой степени превращения 
Рисунок В.6 — Схема определения идентификационных характеристик при фиксированной температуре T = 300 °C
БИБЛИОГРАФИЯ
|
[1]
|
ИСО 11357:1997
|
"Пластмассы. Дифференциально-сканирующая калориметрия ДСК" (ISO 11357:1997 "Plastics. Differential Scaning Calorimetry (DSC)")
|
|
[2]
|
ИСО 11358:1997
|
"Пластмассы. Термогравиметрия полимеров. Основные принципы" (ISO 11358:1997 "Plastics. Thermogravimetry (TG) of Polymers. General Principles")
|
|
[3]
|
АСТМ Е 967-97
|
"Температурная калибровка дифференциальных сканирующих калориметров и дифференциальных термических анализаторов" (ASTM Е 967-97 "Standard Practice for Temperature Calibration of Differential Scaning Calorimeters and Differential Thermal Analyzers")
|
|
[4]
|
АСТМ Е 968-99
|
"Калибровка по тепловому потоку в дифференциальном сканирующем калориметре" (ASTM E 968-99 "Standard Practice for Heat Flow Calibration of Differential Scaning Calorimeters")
|
|
[5]
|
АСТМ Е 1131-98
|
"Стандартный метод композиционного анализа с применением термического анализа" (ASTM E 1131-98 "Standard Test Method for Compositional Analysis by Thermogravimetry")
|
|
[6]
|
АСТМ Е 1582-93
|
"Стандартный метод калибровки температуры в термогравиметрии" (ASTM E 1582-93 "Standard Practice for Calibration of Temperature Scale for Thermogravimetry")
|






















