База ГОСТовallgosts.ru » 83. РЕЗИНОВАЯ, РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКАЯ, АСБЕСТО-ТЕХНИЧЕКАЯ И ПЛАСТМАССОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ » 83.080. Пластмассы

ГОСТ Р 57687-2017 Пластмассы. Эпоксидные смолы. Определение степени отверждения эпоксидных смол с применением дифференциальной сканирующей калориметрии

Обозначение: ГОСТ Р 57687-2017
Наименование: Пластмассы. Эпоксидные смолы. Определение степени отверждения эпоксидных смол с применением дифференциальной сканирующей калориметрии
Статус: Принят

Дата введения: 02/01/2018
Дата отмены: -
Заменен на: -
Код ОКС: 83.080.10
Скачать PDF: ГОСТ Р 57687-2017 Пластмассы. Эпоксидные смолы. Определение степени отверждения эпоксидных смол с применением дифференциальной сканирующей калориметрии.pdf
Скачать Word:ГОСТ Р 57687-2017 Пластмассы. Эпоксидные смолы. Определение степени отверждения эпоксидных смол с применением дифференциальной сканирующей калориметрии.doc


Текст ГОСТ Р 57687-2017 Пластмассы. Эпоксидные смолы. Определение степени отверждения эпоксидных смол с применением дифференциальной сканирующей калориметрии



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТР

57687-

2017

(ИСО 14322:2012)

ПЛАСТМАССЫ. ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ

Определение степени отверждения эпоксидных смол с применением дифференциальной сканирующей калориметрии

(ISO 14322:2012, MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартииформ

2017

ГОСТ Р 57687—2017

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Центр нормирования, стандарта эации и классификации композитов (АНО «Стандарткомпозит») Объединением юридических лиц «Союз производителей композитов» (Союэкомпоэит) и на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии межгосударственного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 230 «Пластмассы, полимерные материалы. методы их испытаний»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 сентября 2017 г. № 1179-ст

4    Настоящийстандарт является модифицированным поотношению к международному стандарту ИСО 14322:2012 «Пластмассы. Эпоксидные смолы. Определение степени образования поперечных связей эпоксидных смол с применением дифференциальной сканирующей калориметрии» (ISO 14322:2012 «Plastics — Epoxy resins — Determination of degree of crosslinking of crosslinked epoxy resins by differential scanning calorimetry». MOD) путем внесения уточнений, обусловленных необходимостью учета требований национальной стандартизации. При этом дополнительные слова (фразы, показатели, ссылки), включенные в текст стандарта для учета особенностей российской национальной стандартизации, выделены в тексте курсивом.

Настоящий стандарт дополнен приложением ДА для пояснения процедуры определения общей теплоты реакции.-

Сведения о соответствии ссылочного национального стандарта международному стандарту, использованному в качестве ссылочного в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДБ.

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДВ

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. No 162-ФЗ « О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты». а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «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 ()

© Стандартинформ.2017

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологи

ГОСТ Р 57687—2017

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Термины и определения................................................2

4    Сущность метода.....................................................2

5    Материалы.........................................................3

6    Средства измерения, аппаратура...........................................3

7    Проведение испытания.................................................3

8    Обработка результатов.................................................4

9    Прецизионность......................................................4

10    Протокол испытания..................................................5

Приложение А (справочное) Пример процедуры и типичных условий предварительного испытания. . 6

Приложение ДА (обязательное) Определение общей теплоты реакции....................7

Приложение ДБ (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте....................9

Приложение ДВ (справочное) Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой

примененного в нем международного стандарта.......................10

in

ГОСТ Р 57687—2017 (ИСО 14322:2012)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЛАСТМАССЫ.

ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ

Определение степени отверждения эпоксидных смол с применением дифференциальной сканирующей калориметрии

Plastics. Epoxy resine. Determination of degree of crosslinking ofcrossllnked epoxy resins by differential scanning

calonmetry

Дата введения —2018—02—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения степени отверждения эпоксидных смол е составе эпоксидных композиций путем измерения тепла, выделяющегося при реакции отверждения эпоксидных смол, с использованием метода дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК).

Настоящий метод применим для эпоксидных смол с низкой или средней скоростью отверждения. Для смол с высокой скоростью отверждения при температуре окружающей среды метод может ока* заться непригодным.

Наличие в эпоксидной композиции легколетучих компонентов (например, растворителей) может привести к искажению результатов.

2    Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО 5725*2 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений

ГОСТ Р 55134—2012 (ИСО 11357*1:2009) Пластмассы. Дифференциальная сканирующая кало* риметрия (ДСК). Часть 1. Общие принципы

Примечание — При пользовании нестоящим 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 ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять безучега данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

Издание официальное

1

ГОСТ Р 57687—2017

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 55134. а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    степень отверждения (degree of crosslinking): Величина (%), характеризующая степень протекания реакции отверждения эпоксид ной смолы. Степеньотеерждекияеычисляютпо формуле (2).

3.2    неотверждениая эпоксидная композиция (uncrosslinked epoxy resin system): Композиция, образующаяся сразу же после смешивания эпоксидной смолы с отвердителем и/или катализатором до начала реакции отверждения.

3.3    общая теплота реакции (total heat of reaction): Общее количество тепла (Дж/r). выделяемое неотвержденной эпоксидной композицией в процессе полного протекания реакции отверждения; общую теплоту реакции определяют методом ДСК.

4    Сущность метода

Общую теплоту реакции измеряют методом ДСК на пробе, отобранной из неотвержденной эпоксидной композиции. На рисунке 1 приведен примеркривой ДСК (криваяА). полученной длятакойлробы.

у А

X

X — температура или время: У — тепловой па ток (экзотермический): В1 — пример незначительного отвержден и ■ до провале-нияДСК.В2 — пример почти лолногоотеерждениядопроведемия ДСК

Рисунок 1 — Примеры кривых ДСК

Затем определяют теплоту реакции еще непрореагировавших эпоксидных групп, измеряя теплоту реакции частично отвержденной эпоксидной композиции с тем же прибором ДСК. лри тех же условиях. На рисунке 1 приведены примеры кривых, полученных для таких проб (кривые 81 и В2).

Степень отверждения частично отвержденной эпоксидной композиции определяют по отношению теплоты реакции этой композиции к общей теплоте реакции неотвержденной эпоксидной композиции [см. раздел 8. формула (2)].

2

ГОСТ Р 57687—2017

Эпоксидные смолы значительно отличаются друг от друга по кинетике отверждения, чтоопределя-ет ограничения в применении настоящего стандарта. Например, метод неприменим к эпоксидным смолам, у которых реакция отверждения протекает почти полностью до завершения подготовки пробы и проведения измерения ДСК. Для таких эпоксидных смол трудно определять общую теплоту реакции.

Поэтому для определения применимости настоящего стандарта к определенной эпоксидной композиции проводят предварительное испытание (см. 7.2).

5    Материалы

5.1    Эталонные материалы по ГОСТ Р 55134—2012. раздел 8.

Примечание — Обычно используют индий.

5.2    Эпоксидная композиция в соответствии с рецептурой:

5.2.1    эпоксидная смола в количестве, указанном в рецептуре:

5.2.2    отвердитель в количестве, указанном в рецептуре:

5.2.3    катализатор в количестве, указанном в рецептуре.

6    Средства измерения, аппаратура

6.1    Дифференциальный сканирующий калориметр со следующими характеристиками:

a)    скорость нагрева—до ЮХ/мин;

b)    автоматическая регистрация разницы тепловых потоков образца и эталонного материала:

c)    измерение разницы тепловых потоков илиэнергиисточностьюнеменее±1 %;

d)    измерение разницы температуры испытуемого образца с точностью не менее ±0.1 X:

e)    рабочий диапазон температур — от 20 *С до 300 °С:

О зависимость теплового потока от температуры для пустых тиглей (базовая линия при контрольном опыте) при заданной скорости нагрева должна иметь прямолинейный характер для исследуемого рабочего диапазона температур.

6.2    Устройство подачи газа, сконструированное таким образом, чтобы газ обдувал испытуемую пробу. Устройство должно быть оснащено расходомером, способным измерять и поддерживать постоянным расход газа в диапазоне от 10 до 50 см3/мин.

Примечание — Наличие устройства подачи газа на является обязательным, но если оно есть, то вид газа и скорость его подачи указывают в протоколе.

6.3    Держатели образцов (тигли для пробы), изготовленные из теплопроводящего материала, стойкого к компонентам эпоксидной композиции.

6.4    Регистрирующее устройство для автоматической записи кривых ДСК.

6.5    Лабораторныевесысценойделвниянебопее0.01 мг.

7    Проведение испытания

7.1    Калибровка

Калибровку проводят по ГОСТ Р 55134—2012, раздел 8.

7.2    Предварительное испытание

7.2.1    Метод, установленный настоящим стандартом, применяют к отверждаемым эпоксидным композициям, для которых получена удовлетворительная сходимость общей теплоты реакции двух проб, отобранных одновременно от одной и той же неотверждениой эпоксидной композиции и последовательно измеренных в одинаковых условиях на одном и том же приборе ДСК.

7.2.2    Компоненты эпоксидной композиции (эпоксидную смолу и другие ингредиенты) следует хорошо перемешать.

7.2.3    От полученной смеси сразу жеотбирают пробу, помещают ее в предварительно взвешенный тигель прибора ДСК и взвешивают (первая проба). Массу пробы, которая должна составлять от 10 до 20 мг. определяют по разности масс тигпя с пробой и пустого тигля. Результат взвешивания в миллиграммах записывают сточностью до второго десятичного знака.

Примечание — В зависимости от чувствительности прибора и величины теплового эффекта реакции отверждения массу пробы допускается увеличивать до 30 мг.

3

ГОСТ Р 57687—2017

7.2.4    Проводят определение общей теплоты реакции методом ДСК по заранее настроенной про» грамме прибора ДСК. В программе допжны быть заданы начальная и конечная температуры, скорость нагрева и время или скорость охлаждения.

Примечание — Начальная температура должна быть не менее чем на 30 *С ниже температуры начала реакции отверждения. Обычно используют скорость нагрева 10*С/мин и конечную температуру 250 *С.

Общую теплоту реакции для первой пробы (НТ|) определяют в соответствии с приложением А или используя программное обеспечение ДСК прибора.

7.2.5    Сразу же после первого измерения прибор ДСК охлаждают со скоростью от 10 до 30 4С/мик.

7.2.6    Из смеси, приготовленной по 7.2.2. отбирают вторую пробу, как указано в 7.2.3. и проводят второе определение таким же образом, как и первое. Общую теплоту реакции для второй пробы (НТ2) определяют в соответствии с приложением А или используя программное обеспечение прибора ДСК.

7.2.7    Метод, установленный настоящим стандартом, можно использовать для анализа данной эпоксидной композиции если Нт, и Н7 2 соответтсеуют условию

|Нц-Я„|    (1>

В этом случае переходят к 7.3. т. е. к получению кривой ДСК для исследуемой (частично) отвержденной эпоксидной композиции.

Примечание — Пример предварительного испытания приведен в приложении А.

7.3 Определение общей теплоты реакции исследуемой (частично) отвержденной

эпоксидной композиции методом ДСК

7.3.1    Пробу испытуемой (частично)отвержденной эпоксидной композиции помещают в предварительно взвешенный тигель прибора ДСК и взвешивают. Массу пробы, которая должна составлять от 10 до 20 мг. определяют по разности масс тигля с пробой и пустого тигля. Результат взвешивания в миллиграммах записывают с точностью до второго десятичного знака.

7.3.2    Проводят анализ пробы методом ДСК в тех же условиях, что и при предварительном испытании (см. 7.2) и определяют общую теплоту реакции в соответствии с приложением ДА или используя программное обеспечение прибора ДСК.

7.3.3    Затем проводят анализ второй пробы исследуемой эпоксидной композиции и. по двум полученным результатам определяют среднеарифметическое значение общей теплоты реакции отверждения эпоксидной композиции (Ws), которое используют для вычисления степени отверждения эпоксидной композиции (см. раздел 8).

8 Обработка результатов

Степень отверждения. %. вычисляют по формуле

Степень отверждения =

1-—ИОО, "т )

(2)

где Hs — общая теплота реакции испытуемой (частично) отвержденной эпоксидной композиции (среднеарифметическое значение результатов, полученных в соответствии с 7.3), Дж/г;

НТ — общаятеплота рвакцииотвврждения.опредвлвннаявпрвдварительномиспытаниив соответствии с 7.2 (среднеарифметическое значение WT1 и НТ2), Дж/г.

9 Прецизионность

9.1    Общие положения

Данные о прецизионности метода были получены в серии межлабораторных испытаний, проведенных в 2007 г. в Японии в шести независимых лабораториях.

9.2    Материалы и условия отверждения

Эпоксидная смола — на основе бисфенола А. Отвердитель — ангидрид кислоты.

Были испытаны три различные пробы, попученные при разных условиях отверждения — 60 мин при температуре 100 *С. 90 мин при температуре 100 *С и 120 мин при температуре 150 *С.

ГОСТ Р 57687—2017

9.3 Прецизионность метода

Данные лолученные е соответствии с ГОСТРИСО 5725-2. приведены в таблице 1.

Таблица 1— Показатели прецизионности

Проба (условия отверждения)

Степень отверждения. % (средняя)

Поеторяеыость а,

Воспроизводимость Sff

Пробе А (60 мин. 100 *С)

69.3

1.24

3.14

Пробе В (90 мин.100 *С)

84.6

0.95

5.23

Пробе С (120 мин. 150 *С>

98.1

0.69

1.94

10 Протокол испытания

Протокол испытания должен содержать:

a)    ссылкунанастоящийстандарт:

b)    всю информацию, необходимую для идентификации испытанной эпоксидной смолы: вид смолы, отвердитель. катализатор:

c)    описание используемого прибора ДСК:

d)    используемую скорость нагрева: используемый тип и расход газа для продувки;

e)    результаты предварительного испытания (см. 7.2):

() метод определения площади под каждой кривой:

д) степень отверждения испытанной эпоксидной композиции, вычисленную в соответствии с разделом 8;

h)    колииполученныхкриеыхДСК;

i)    дату проведения испытания.

S

ГОСТ Р 57687—2017

Приложение А

(справочное)

Пример процедуры и типичных условий предварительного испытания

6

Приложение ДА

(обязательное)

ГОСТ Р 57687—2017

Определение общей теплоты реакции

ДА.1 За начало экзотермической реакции принимают момент отклонения на кривой ДСК теплового потока от базовой линии (левый предел интегрирования ДСК кривой), за окончание экзотермической реакции принимают момент выхода на кривой ДСК правой ветви теплового потока на базовую линию (правый предел интегрирования ДСК кривой). При значительной разнице высот базовых линий до и после процесса отверждения допускается осуществлять интегрирование с помощью сигмоидальной базовой линии.

ДА.2 На соответствующей кривой ДСК проводят базовую линию, примеры кривых ДСК и базовых линий приведены на рисунках ДА.1 и ДА.2.

Тепловой поток, ывт

Температуря. *С

Рисунок ДА. 1 — Пример определения площади между кривой ДСК и прямолинейной базовой линией

Тепловой поют. мв>

Тетеря уро. *С

Рисунок ДА.2 — Пример определения площади между кривой ДСК и сигмоидальной базовой линией

7

ГОСТ Р 57687—2017

ДА.З Определяют площадь между кривой ДСК и базовой линией.

ДА.4 Вычисляют общую теплоту реакции Н{Н8; НТ1; НГ2). Дж/r. по формуле

ц. АВф АЛ,т,

® Л®.*.

где А — площадь между кривой ДСК и базовой линией для испытуемой пробы, см2: в — масштаб по времени, использованный для испытуемой пробы, мингсм: ф— чувствительность по оси теплового потока для испытуемой пробы. мВт/см; дл6 — общая теплота реакции эталонного материала. Дж/г; mt — масса эталонного материала, мг; т — масса испытуемой пробы, мг;

А( — площадь между кривой ДСК и базовой линией для эталонного материала, см2: Bt — масштаб по времени, использованный для эталонного материала, мин/см;

Фь — чувствительность по оси теплового потока для эталонного материала. мВт/см.

(ДА.1)

8

ГОСТ Р 57687—2017

Приложение ДБ

(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте

Таблица Д6.1

Обозначение ссылочного национального.

меж государе таенного стандарта

Степень

соответствия

Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта

ГОСТ Р 55134—2012 (ИСО 11357-1:2009)

моо

ISO 11357-1 «Пластмассы. Дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC). Часть 1. Общие принципы»

Примечание—В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов:

• MOD — модифицированные стандарты.

9

ГОСТ Р 57687—2017

ПриложениеДВ

(справочное)

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем международного стандарта

Таблице ДВ.1

Структура настоящего стандарта

Структура международного стандарта ISO 14332:2012

Приложение А Пример процедуры и типичных условий предварительного испытания

Приложение А

Приложение ДА Определение общей теплоты реакции

Приложение ДБ Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте

Приложение Дв Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем международного стандарта

Примечание — Сопоставление структур стандартов приведено, начиная с приложений, т. к. предыду-

щие разделы стандартов и их иные структурные элементы (за исключением предисловия) идентичны.

10

ГОСТ Р 57687—2017

УДК 678.017:006.354    ОКС 83.080.10

Ключевые слова: пластмассы, эпоксидные смолы, определение степени отверждения, дифференциальная сканирующая калориметрия

11

БЗ 6—2017/70

Редактор Л.И. Нахииоаа Техническим редактор 8.Н. Прусакова Корректор И.А. Королева Компьютерная верстка И.А. НалаОконои

Сдано а набор 21.00.2017. Подписано о печать 13.10.20t7. Формат 60 ■ 64 Гарнитура Ариап. Уел. печ. л. 1.86. Уч.-над. п. 1.61. Тираж 21 эха Зак. 1965.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Издано и отпечатано во ФГУП «СТАНДЛРТИМФОРМ». 123001 Москва. Гранатный пер.. 4.