ISO11358中文

1、9國際標(biāo)準(zhǔn)ISOISO 11358:1997塑料高聚物的熱重分析法（TG 一般原則1范圍此國際標(biāo)準(zhǔn)指出了使用熱重技術(shù)分析聚合物的一般條件。它適用于液體或固體。固體材料可為丸狀、顆粒狀或粉末狀。另外，縮至適 當(dāng)樣品尺寸的制品形狀亦可通過本方法進(jìn)行分析。熱重法可被用來測定聚合物的分解溫度和速率、 并同時(shí)測量其中所含揮發(fā)物、 添加劑和/或填料的數(shù)量。可在動(dòng)態(tài)模式（編程條件下質(zhì)量隨著溫度或時(shí)間而變化）或在等溫模式（恒 溫時(shí)質(zhì)量隨著時(shí)間而變化）下執(zhí)行熱重測量工作。2標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)經(jīng)本文引用、且標(biāo)準(zhǔn)中所包含的下列規(guī)定構(gòu)成了此國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，且標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)布時(shí)所示的版本為當(dāng)時(shí)的有效版本。 所有的標(biāo)準(zhǔn)都面臨修正；并

2、且我們鼓勵(lì)基 于此國際標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方調(diào)查以下所示最新版標(biāo)準(zhǔn)施行的可行性。IEC和ISO成員都持有當(dāng)前有效的國際標(biāo)準(zhǔn)的記錄。I匕。2馬,塑料調(diào)節(jié)和測試的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境3定義以下定義適用于此國際標(biāo)準(zhǔn)的宗旨：3.1熱重法（TG）：本技術(shù)將試樣的質(zhì)量作為溫度或時(shí)間的函數(shù)進(jìn)行測量；此時(shí) 試樣受制于一種溫控程序。3.2動(dòng)態(tài)質(zhì)量變化的測定：本技術(shù)旨在獲得試樣質(zhì)量隨溫度 T的變化記錄；此時(shí), 溫度T正以一種編程率進(jìn)行變化3.3等溫質(zhì)量變化的測定：本技術(shù)旨在獲得恒溫T條件下試樣質(zhì)量隨時(shí)間t的變 化記錄。1)即將發(fā)布（ISO 291 :1977 修正版）3.4 TG曲線：所繪制的熱重曲線以試樣的質(zhì)量為 y軸縱坐標(biāo)、

3、溫度T或時(shí)間t 為x軸橫坐標(biāo)。3.6差示掃描量熱法（DSC：本技術(shù)旨在將試樣和參考樣品內(nèi)的熱通量（能）差 作為溫度和/或時(shí)間的函數(shù)進(jìn)行測量；此時(shí)，試樣和參考樣品都受制于一種溫控 程序。3.7差熱分析（DTA：本技術(shù)旨在將試樣和參考樣品之間的溫差作為溫度和 /或 時(shí)間的函數(shù)進(jìn)行測量；此時(shí)，試樣和參考樣品都受制于一種溫控程序。3.8居里溫度：一種鐵磁材料從鐵磁態(tài)轉(zhuǎn)向順磁性態(tài)時(shí)（反之亦然）所處的溫度3.9樣品：用來代表整體的一小部分或部分散裝材料/批量產(chǎn)品3.10試樣：一個(gè)完整的產(chǎn)品或從樣品中取出、用來執(zhí)行測試的單件。對于一些諸如丸狀、粉末和顆粒狀在內(nèi)的散裝材料而言，應(yīng)從樣品中取出一部分，以用來執(zhí)行

4、測試。4原則4.1使用一種溫控程序、以恒定的速率加熱試樣，并將質(zhì)量變化作為溫度函數(shù)進(jìn)行 測量?；蛘咭嗫蓪悠分糜诮o定的恒溫條件下、并在給定的時(shí)段內(nèi)將質(zhì)量變化作為 時(shí)間函數(shù)進(jìn)行測量。總體而言，能夠?qū)е略嚇淤|(zhì)量出現(xiàn)變化的反應(yīng)為分解反應(yīng)、氧化反應(yīng)或組份揮 發(fā)。質(zhì)量變化 作為一種TG曲線進(jìn)行測量。4.2作為一種溫度函數(shù)的材料質(zhì)量變化和變化范圍都是材料熱穩(wěn)定性的指標(biāo)。因此，通過使用相同測試條件下所獲的測量值，TG數(shù)據(jù)可被用來評估同類族聚合物的相對熱穩(wěn)定性、以及高分子聚合物和聚合物添加劑的相互反應(yīng)。4.3 TG數(shù)據(jù)適用于過程控制、過程開發(fā)和材料評估。長期的熱穩(wěn)定性是服務(wù)和 環(huán)境條件的一個(gè)復(fù)雜函數(shù)。TG數(shù)據(jù)

5、自身無法描述一種聚合物長期的熱穩(wěn)定性。5儀器一些適用于熱重測量的商業(yè)儀器可供使用。所含的基本儀器組件如下:5.1無效或偏轉(zhuǎn)型熱平衡。如果試樣的質(zhì)量小于50mg,則熱平衡能夠進(jìn)行精度為 土0,020 mg.質(zhì)量測量。熱平衡的構(gòu)建目的在于使氣體圍繞試樣流動(dòng)、且熱傳遞能夠以恒定的速率進(jìn)行 5.2熔爐帶有低熱質(zhì)外殼，以便在環(huán)境溫度約為1000° C的范圍內(nèi)進(jìn)行快速或緩 慢的加熱和冷卻（一般最少50 "C/min ）。5.3溫度傳感器能夠測量試樣的溫度。它應(yīng)盡量接近試樣。5.4程序升溫器能夠在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)提供線性掃描率 5.5記錄設(shè)備能夠以一種可以說明質(zhì)量損失和溫度 /時(shí)間之間關(guān)

6、系的方式來記 錄樣品質(zhì)量、溫度和/或時(shí)間。5.6樣品座的形狀和尺寸足以容納最少5mg的質(zhì)量、且采用一種能夠耐受最高 應(yīng)用溫度的材料制成。5.7凈化氣體：干燥空氣或氧氣（氧化條件）或一種匹配的惰性氣體-其中氧氣 含量為0,001 % （WV或更低（非氧化條件）。兩種情況下凈化氣體的含水量都 應(yīng)小于 0,001 % （rn/m）。5.8 流量計(jì)能夠測量50 ml/min至150 ml/min的氣體流速 5.9天平能夠測量樣品的初始質(zhì)量，精度為0,01 mg6測試試樣制備試樣可為液體或固體。后者可為粉末狀、丸裝、顆粒狀或切片狀。成品的樣品須 具備正常的使用形狀。6.1成品的試樣將試樣切成與樣品座相配

7、的尺寸。切片機(jī)或刀片適用于這一目的注釋：試樣的尺寸和形狀一般取決于樣品座。表面積將會影響總體結(jié)果。例如： 在對比質(zhì)量相同的大表面積試樣和小表面積試樣時(shí)， 通常小表面積試樣的變化速 率較慢。6.2試樣調(diào)節(jié)除非另行說明，否則應(yīng)依據(jù)ISO 291標(biāo)準(zhǔn)、或有關(guān)各方協(xié)議指定的任何方法而在測量之前、 溫度為23 "C 土2° C相對濕度為（50土5） %時(shí)對試樣進(jìn)行調(diào)節(jié)。6.3試樣質(zhì)量試樣的質(zhì)量不應(yīng)大于10mg除非只有更少量的這種材料可供使用7校準(zhǔn)7.1質(zhì)量校準(zhǔn)在無任何氣流穿過熱天平（防止浮力和/或?qū)α餍?yīng)產(chǎn)生任何干擾）時(shí)，使用10mg至 100mg 范圍內(nèi)的校準(zhǔn)砝碼對熱天平進(jìn)行校準(zhǔn)，

8、詳情如下： 將熱天平調(diào)零。將校準(zhǔn)砝碼置于熱天平上、并測量相應(yīng)的質(zhì)量變化。必要時(shí)，應(yīng)對熱天 平進(jìn)行調(diào)整，以使所測的質(zhì)量等于校準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量。7.2溫度校準(zhǔn)通常使用熱電偶對溫度傳感器進(jìn)行定位，以便提供試樣溫度最為精確的讀數(shù)。該位置對 于每種儀器而言各不相同。使用與實(shí)際測定所用相同的環(huán)境、 氣體流速和加熱率執(zhí)行溫度校準(zhǔn)（參見條款8）。當(dāng)單獨(dú)使用熱天平時(shí)，應(yīng)采取下列程序：a）從每套五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（包含GM761中選用兩種或多種標(biāo)準(zhǔn)參考材料；并選擇一些居里溫 度接近溫度范圍的參考材料進(jìn)行檢查。如可行，所選用的參考材料而言，待檢的溫度 范圍介于其中兩種的居里溫度之間。b）使用與實(shí)際測定中所用相同的加熱率進(jìn)行加熱、

9、并基于起始溫度嚴(yán)、中點(diǎn)溫度心和最終溫度執(zhí)行居里溫度轉(zhuǎn)變的校準(zhǔn)。注釋GM76被國際熱分析協(xié)會ICTA和國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）指定 作為居里（磁性轉(zhuǎn)變）的標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍（參見附錄 A）。99,99 %或更高純度的鎳亦可用于校準(zhǔn)。如果配套使用熱天平和DSC（差示掃描儀）或DTA（差示熱分析儀）檢測器時(shí), 建議溫度校準(zhǔn)型熱天平采用專為DS（或 DTAJ準(zhǔn)所開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)參考材料（NIST或 ICTA）。詳情可以參見附錄A中一些標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)材料的清單。注釋1. 一種標(biāo)準(zhǔn)參考材料的熔點(diǎn)被定義為曲線拐點(diǎn)處推斷基線與吸熱坡切線的截距（即所謂的 起始溫度）。2. 在獲取可靠的熱重?cái)?shù)據(jù)方面，校準(zhǔn)是最關(guān)鍵的階段。溫

10、度傳感器、樣品幾何形狀和環(huán) 境類型（包含氣體流速）之間的關(guān)系將會影響測量系統(tǒng)的校準(zhǔn)。3. 質(zhì)量損失率取決于試樣的氧化率、因而部分取決于試樣的暴露環(huán)境和氣體流速。因此, 重要的在于使用與實(shí)際測定所用相同的環(huán)境和氣體流速進(jìn)行校準(zhǔn)。8.程序須根據(jù)所用的儀器和測試條件而對程序進(jìn)行調(diào)整。為此可采用兩種模式：溫度掃描模式 （參見條款8.1和等溫模式（參見條款8.2 ）。注釋-氣流運(yùn)行期間熱天平中會出現(xiàn)浮力和對流變化。即使實(shí)際質(zhì)量不變，也可觀察到 表觀質(zhì)量發(fā)生變化、且質(zhì)量測量精度下降。建議您采用與實(shí)際測試中相同的加熱率和氣 體流速、執(zhí)行一次不含試樣的初步運(yùn)行，以便觀察表觀質(zhì)量的變化情況。質(zhì)量測量的精 度無法

11、超過初步測試的精度。8.1 溫度掃描模式8.1.1 稱量試樣。8.1.2 調(diào)整熱天平的零點(diǎn)。8.1.3 將盛有試樣的樣品座置于熱天平上。除非下段文字適用，否則應(yīng)選擇氣體流速， 然后啟動(dòng)氣流、并記錄初始質(zhì)量。為了在嚴(yán)格惰性氣氛下進(jìn)行調(diào)查，應(yīng)在記錄質(zhì)量之前使用一種真空泵抽空熱天平、并充 入惰性氣體；亦可長時(shí)段注滿高流速的惰性氣體。8.1.4如適用，則應(yīng)設(shè)置參考標(biāo)準(zhǔn)指定遵循的溫度程序。該程序應(yīng)包括初始和最終溫度、這些溫度所處的等溫面、以及程序升溫之間的加熱率8.1.5啟動(dòng)升溫程序、并記錄熱重曲線。注釋-測定期間氣體可能發(fā)生變化。此時(shí)必需采用相同的氣體流速。此外，建議您采用 密度相似的氣體，以獲得類似

12、的浮力效應(yīng)。如無法使用密度相似的氣體，則必需糾正浮 力。8.2等溫模式執(zhí)行條款8.1.1、8.1.2和8.1.3中指定的操作。然后啟動(dòng)、并以最大的加熱率（諸 如：100° C/min或更高）運(yùn)行儀器，以盡快達(dá)到指定的溫度。注釋-測定期間氣體可能發(fā)生變化。此時(shí)必需采用相同的氣體流速。此外，建議您采用 密度相似的氣體，以獲得類似的浮力效應(yīng)。如無法使用密度相似的氣體，則必需糾正浮 力。9.結(jié)果表達(dá)9.1圖示通過質(zhì)量或質(zhì)量百分率隨時(shí)間/溫度變化的曲線的形式描述所獲的熱重?cái)?shù)據(jù)。通 過使用下列程序而從TG曲線中測定特殊的溫度和質(zhì)量。9.2質(zhì)量增幅的測定從曲線（圖1中所示的典型曲線）中測定最大質(zhì)量

13、 X -1 Oo計(jì)算以百分率表達(dá)的質(zhì)量增益1'其中，為以毫克為單位的最大（試樣）質(zhì)量； 宀為以毫克為單位、加熱前的（試樣）質(zhì)量9.3單階質(zhì)量下降時(shí)的質(zhì)量損失測定（參見圖 2） 從TG曲線中確定A B和C點(diǎn)；其中，A為起點(diǎn)-最大梯度點(diǎn)處起始質(zhì)量線與TG曲線切線的交點(diǎn)B為終點(diǎn)-最大梯度點(diǎn)處最終質(zhì)量線與TG®線切線的交點(diǎn)C為中點(diǎn)一A和B之間中點(diǎn)處TG曲線與所繪x軸平行線的交點(diǎn)測定與A、B和C點(diǎn)相對應(yīng)的質(zhì)量f匚和對、以及溫度廠八抵和八:PIMP溫度（C）或時(shí)間（min）圖1質(zhì)量升幅的TG®線示例溫度（C）或時(shí)間（min）圖2單階質(zhì)量降幅的TG曲線示例計(jì)算以百分率表達(dá)的質(zhì)量損

14、失碼其中,r為以毫克為單位、最終溫度時(shí)的質(zhì)量; 宀為以毫克為單位、加熱前的質(zhì)量9.4多階質(zhì)量下降時(shí)的質(zhì)量損失測定（參見圖3）測定條款9.3中所述的點(diǎn)斗、u和等。測定與這些點(diǎn)相對應(yīng)的質(zhì)量八和7、以及溫度f 、：''、丫宀、*、二和八*，溫 度（° C）或時(shí)間（min）圖3多階質(zhì)量降幅的TG曲線示例如果TG曲線不能指示一階和二階曲線部分（參見圖 4）的恒定質(zhì)量，則最小梯度 點(diǎn)處這部分曲線切線和最大梯度點(diǎn)處一階部分曲線切線的交點(diǎn)應(yīng)作為終點(diǎn)'而二階部分曲線的最小梯度切線和最大梯度切線的交點(diǎn)應(yīng)作為起點(diǎn)。質(zhì)量則作為r 和,的中點(diǎn)。10溫度（° C）或時(shí)間（min

15、）圖4多階質(zhì)量降幅的TG曲線示例（此時(shí)尚未達(dá)到反應(yīng)之間的恒定質(zhì)量）使用方程計(jì)算以百分率表達(dá)的首次質(zhì)量損失其中，T為以毫克為單位、首次終點(diǎn)溫度時(shí)的質(zhì)量;T為以毫克為單位、加熱前的質(zhì)量。使用方程-"計(jì)算以百分率表達(dá)的二次質(zhì)量損失 “其中，為以毫克為單位、二次起始溫度時(shí)的質(zhì)量; /，!|為以毫克為單位、二次終點(diǎn)溫度時(shí)的質(zhì)量； /，!|為以毫克為單位、加熱前的質(zhì)量。以相同的方式計(jì)算任何深入的質(zhì)量損失。139.5殘?jiān)鼫y定使用方程計(jì)算以百分率表達(dá)的殘?jiān)|(zhì)量R。其中,"為以毫克為單位、最終溫度時(shí)的質(zhì)量;“為以毫克為單位、加熱前的質(zhì)量。10.檢驗(yàn)報(bào)告本檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含下列信息：a）該國際標(biāo)準(zhǔn)

16、的參考文獻(xiàn)b）全面鑒定分析材料必備的所有細(xì)節(jié)c）試樣的形狀和尺寸（如適用）d）試樣的質(zhì)量e）測試之前的試樣調(diào)節(jié)細(xì)目f）所用熱天平的型號g）樣品座的尺寸和施工材料h）所用溫度傳感器的型號和位置（樣品座的內(nèi)部或外部）i）所用的環(huán)境和氣流速率j）溫度升速（程序加熱）或所用的等溫溫度k）溫度校準(zhǔn)所用的標(biāo)準(zhǔn)參考材料l）條款9.2、9.3和9.4中所計(jì)算的質(zhì)量增益和/或質(zhì)量損失m）條款9.5中所計(jì)算的殘?jiān)黱）條款9.3和9.4中測定的質(zhì)變溫度o）與設(shè)備、測試條件或試樣行為相關(guān)的任何觀察結(jié)果p）測試日期。13附錄A（信息性）用于校準(zhǔn)目的的標(biāo)準(zhǔn)參考材料表格A.1 用于簡易TG儀器和組合儀器的磁性轉(zhuǎn)變 NIST

17、 GM761參考材料T*花1Ppirnafu?7n32532592t7Mcitfll351353355Mumhfhl37目382倔FwTnwiwm 54514554587497507S1NOTE NIST hihA US Nainnalat Sndardc and Twhnology.數(shù)值以攝氏度為單位Perma norm 3鎳Mumetal（一種高磁導(dǎo)率鐵鎳合金）Perma nom 5Trafoperm注釋NIST為美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所表格A.1 儀器、DSC （差示掃描儀）或DTA （差示熱分析儀）所用各種參考材料的轉(zhuǎn)變或熔融溫度和熔融焓Rafaroncs materialTnmtit

18、iQn or metting point (equilibrium 怯叩 J cEnthay of fusiotiNI57 ret*r«ce rurmberCydohoane (trans iftan)址 L,亡 / 寺-83»NIST GU75TMftrtwry (Efing 熹甌(SSfG3a.&11.47NIST SRM22251 丘DEhlor酮帕廉二¥；用：-3?1>MI3T GIA757C昭ohvxanQ (rncrithQ if.：.愷7DMIST GM757PhMiyl 命thtir (melt：旳)30 0NISTGM757o -T*rp*ienyl三烹eb nNIST GM757Blp*»nyJ (nwlting)簽蕙«9.2NIST SRM?2?PoiAAtkim nil rale (trafistfon)I2T7Ni3T GM759ihtAurn rrrtibng)犧157姑,42MST GM758Pc>U»«jm perchl&rAtfr kanaibori) & ：S；囲299,5NIST GM7SB. QM75&Tin (melting) '-'231,960,22NIST SAM222