Технический углерод (сажа)

Что такое Содержание технического углерода?

Анализ технического углерода отвечает на два отдельных вопроса. Первый – КОЛИЧЕСТВО: образец пиролизуется в инертной атмосфере, полимер разлагается, а оставшаяся сажа взвешивается (ISO 6964). Второй — ДИСПЕРСИЯ: тонкие срезы исследуются под микроскопом и оцениваются на агломерацию (ISO 18553).

Содержание технического углерода: цель

Целью является проверка УФ-защиты полиолефиновых изделий, используемых на открытом воздухе. Технический углерод является основной добавкой, позволяющей полиэтиленовым трубам прослужить десятилетиями на открытом воздухе, но он работает только в том случае, если присутствует в достаточном количестве И хорошо диспергирован.

К каким изделиям применяется Содержание технического углерода?

Полиэтиленовые трубы для воды и природного газа
Геомембрана и геотекстильные изделия
Детали из полиолефина, используемые на открытом воздухе
Кабельные оболочки
Сельскохозяйственная пленка

В каких отраслях применяется Содержание технического углерода?

ПластмассыУпаковкаАвтомобильная промышленностьЭлектроникаСтроительство

Стандарты, связанные с Содержание технического углерода

ISO 6964 (содержание технического углерода в полиолефиновых трубах и фитингах — пиролиз)
ISO 18553 (оценка дисперсии пигмента или сажи в полиолефинах)
ASTM D1603 (содержание технического углерода в полиолефинах)
EN 12201 / EN 1555 (ПЭ водогазопроводные трубы — стандарты продукции)

Содержание технического углерода: условия

Количественный метод: Пиролиз и взвешивание остатка в инертном газе
Метод распространения: Микроскопическое исследование и классификация тонких срезов.
Образец: Его извлекают из стенки трубы в положении, соответствующем стандарту.
Раздел: Тонкие срезы, сделанные на микротоме

Оборудование для Содержание технического углерода

Печь пиролиза и система подачи азота
Аналитические весы и эксикатор
Микротом
Световой микроскоп и система анализа изображений
Сравнительные сорта (шаблоны ISO 18553)

Требования к образцам для Содержание технического углерода

Проба должна быть взята так, чтобы представлять партию или производственный цикл.
Должно быть указано описание образца, тип материала и направление производства, если таковое имеется.
Применяемый стандарт и любые спецификации заказчика должны быть предоставлены вместе с образцом.
Испытание может быть разрушительным; необходимое количество образцов должно быть подтверждено заранее.
Поверхности, которые будут подвергаться испытаниям, должны быть защищены во время транспортировки.

Содержание технического углерода: продолжительность

Пиролиз и взвешивание выполняются в течение одного рабочего дня; Дисперсионное исследование требует дополнительного времени вместе с подготовкой срезов.

Содержание технического углерода: порядок проведения

1Проба отбирается со стенки трубы в соответствии со стандартом.
2Для определения количества образец взвешивают и помещают в печь пиролиза.
3Нагревают в инертном газе до разложения полимера.
4Остаток охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
5Тонкие срезы берут с помощью микротома для диспергирования.
6Срезы исследуют под микроскопом и оценивают размеры агломератов.
7Количественный процент и степень дисперсности указываются вместе.

Содержание технического углерода: критерии приёмки

Стандарт метода определяет, как проводится тест, а не каким должен быть результат. Предел приемки определяется стандартом на материал или продукцию, спецификацией клиента или соответствующим нормативным актом; поэтому на этой странице не указаны числовые ограничения.

Оценка результатов

Результат сравнивается с требованиями стандарта на продукцию (например, EN 12201) по содержанию технического углерода и степени дисперсности. Оба условия должны быть соблюдены: достаточное количество, но плохо диспергированная сажа создает слабые места вокруг агломератов.

Содержание технического углерода: протокол

Описание образца, информация о материале/продукте и номер партии, если таковой имеется.
Способ подготовки проб и условия кондиционирования
Применяются стандартные и испытательные условия
Используемый прибор и статус калибровки
Результаты измерений и единицы измерения
Неопределенность измерения (по запросу)
Заявление о том, что результат применим только к образцу, представленному на испытания.

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

Гармонизированные стандарты, применяемые в зависимости от семейства продуктов
ЕС 765/2008 (система надзора за рынком и аккредитации)
Соответствующие регламенты на продукцию и спецификации клиентов

Испытания пластмасс — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Содержание технического углерода; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Испытания пластмасс определяют механическое, тепловое поведение и поведение при горении полимерного материала. В отличие от металлов, пластмассы ВЯЗКОУПРУГИ: их поведение зависит от скорости нагружения, температуры и влажности. Поэтому один и тот же материал даёт разные результаты в разных условиях, а условия испытания — неотъемлемая часть результата.

Практическое следствие вязкоупругости таково: пластиковая деталь продолжает деформироваться со временем под постоянной нагрузкой (ползучесть), а напряжение, которое она несёт при постоянной деформации, со временем снижается (релаксация напряжений). Резьбовое соединение ослабевает, зажим теряет усилие сжатия, полка со временем провисает. Кратковременное испытание на растяжение не выявляет такое поведение; требуется длительное испытание или ускоренная модель.

Тепловое поведение — вторая главная ось. Показатель текучести расплава указывает на технологичность материала и стабильность от партии к партии; температура теплостойкости и температура размягчения по Вика дают приблизительный предел рабочей температуры. Термический анализ (ДСК, ТГА, ДМА) раскрывает идентичность материала: температуру стеклования, поведение при плавлении, кристалличность, содержание наполнителя и температуру разложения.

Поведение при горении — третья ось, напрямую связанная со стандартами на продукцию. Класс UL 94 и кислородный индекс вписываются в паспорт материала; для корпуса электроприбора требуется определённый класс, тогда как для строительного изделия применяется другая система классификации.

Старение — наиболее часто пропускаемая часть этой области. Пластмассы разрушаются под воздействием УФ, тепла, влаги и кислорода: меняется цвет, растрескивается поверхность, снижается ударопрочность. Для детали, предназначенной для наружного использования, важны не значения первого дня, а значения после старения. Оборудование с ксеноновой дугой и флуоресцентным УФ ускоряет это разрушение и позволяет проводить сравнение.

Результат этого семейства обычно вносится в паспорт материала, и стандарты на продукцию ссылаются на этот паспорт. Но между значением в паспорте и поведением реальной детали может быть разница: ориентация, возникающая при формовании, линии спая и внутренние напряжения заставляют деталь вести себя иначе, чем образец.

Использование вторичного сырья добавило в эту область новый вопрос. Переработанная смола различается от партии к партии; механические свойства, цвет и поведение при горении могут меняться между партиями. Поэтому для производителя, использующего вторичный материал, входной контроль материала — не выбор, а необходимость.

Группы методов в этой области

Механический
Растяжение, сжатие, изгиб, ударная вязкость по Шарпи и Изоду, твёрдость (по Шору), ползучесть и растрескивание под напряжением в среде.
Тепловой
Показатель текучести расплава (ПТР), температура теплостойкости (HDT), температура размягчения по Вика, линейное тепловое расширение.
Термический анализ
Температуры переходов и кристалличность методом ДСК, состав и разложение методом ТГА, динамико-механическое поведение методом ДМА.
Горение
Классификация UL 94, кислородный индекс (LOI), испытания раскалённой проволокой и игольчатым пламенем.
Старение
Ускоренное старение ксеноновой дугой и флуоресцентным УФ, старение горячим воздухом, влажность и конденсация.
Физический
Плотность, водопоглощение, зольность, газо- и паропроницаемость плёнок и листов.

Часто путаемое в этой области

Результат испытания пластмассы без указанной скорости и температуры испытания невозможно интерпретировать; вязкоупругое поведение зависит от этих параметров.
Результат образца не переносится напрямую на реальную деталь; ориентация при формовании и линии спая имеют решающее значение.
Значения HDT и Vicat НЕ являются рабочими температурами; они дают лишь приблизительное указание верхнего предела и не применимы под нагрузкой.
Класс UL 94 зависит от толщины; при иной толщине стенки требуется повторная проверка.
Для влагопоглощающих полимеров (таких как полиамид) результаты вводят в заблуждение, если не проведено кондиционирование.
Результаты ASTM D638 и ISO 527 не являются напрямую эквивалентными; геометрия образцов и определения скорости различаются.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Выбор материала и утверждение поставщика
Соответствие требованиям стандарта на продукцию по горючести и теплостойкости
Проверка использования вторичного сырья и контроль партий
Контроль процесса формования и стабильность партий
Подтверждение стойкости к старению для наружного применения

Связанные тесты

Содержание технического углерода: частые вопросы

Если количество достаточное, нужна ли еще оценка дисперсии?

Да. Агломерированный углерод делает защиту от ультрафиолета неравномерной и создает точки концентрации напряжений. Поэтому стандарты на продукцию требуют и того, и другого вместе.

Применяется ли это и к цветным продуктам?

Анализ технического углерода предназначен для черных продуктов. Защита от ультрафиолета в цветных полиолефинах обеспечивается различными добавками и оценивается другими методами.