allgosts.ru83.080 Пластмассы83 РЕЗИНОВАЯ И ПЛАСТМАССОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

ГОСТ Р ИСО 16620-2-2022 Пластмассы. Содержание биокомпонентов. Часть 2. Определение содержания углерода на биологической основе

Обозначение:
ГОСТ Р ИСО 16620-2-2022
Наименование:
Пластмассы. Содержание биокомпонентов. Часть 2. Определение содержания углерода на биологической основе
Статус:
Действует
Дата введения:
01.03.2023
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
83.080.01

Текст ГОСТ Р ИСО 16620-2-2022 Пластмассы. Содержание биокомпонентов. Часть 2. Определение содержания углерода на биологической основе

        ГОСТ Р ИСО 16620-2-2022

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЛАСТМАССЫ. СОДЕРЖАНИЕ БИОКОМПОНЕНТОВ

Часть 2

Определение содержания углерода на биологической основе

Plastics. Biobased content. Part 2. Determination of biobased carbon content

ОКС 83.080.01

Дата введения 2023-03-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "РСТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии 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 22 сентября 2022 г. N 972-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 16620-2:2019* "Пластмассы. Содержание биокомпонентов. Часть 2. Определение содержания углерода на биологической основе" (ISO 16620-2:2019 "Plastics - Biobased content - Part 2: Determination of biobased carbon content", IDT).

Международный стандарт разработан подкомитетом ПК 5 "Физико-химические свойства" Технического комитета ТК 61 "Пластмассы" Международной организации по стандартизации (ИСО).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 Некоторые элементы настоящего стандарта могут являться объектами патентных прав

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 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 (www.rst.gov.ru)

Введение

Расширение использования ресурсов биомассы при производстве пластмассовых изделий эффективно снижает глобальное потепление и истощение ископаемых ресурсов.

В настоящее время актуальными являются изделия из пластмасс, состоящие из синтетических полимеров на биологической основе, синтетических полимеров на основе ископаемых, природных полимеров и добавок, которые могут включать в себя материалы на основе биокомпонентов.

Пластмассы на биологической основе относятся к пластмассам, содержащим материалы полностью или частично биогенного происхождения.

В серии международных стандартов ИСО 16620 содержание биокомпонентов в пластмассах на биологической основе понимают как количественное содержание углерода на биологической основе, количественное содержание синтетического полимера на биологической основе или количественное содержание только массовой доли биокомпонента.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Настоящий стандарт может включать применение опасных материалов, процедур и оборудования. Настоящий стандарт не претендует на полноту описания всех мер безопасности, при необходимости, связанных с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил техники безопасности и охраны здоровья и определение любых ограничений перед его применением.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы вычисления содержания углерода на биологической основе в мономерах, полимерах, пластмассах на основе измерения содержания
.

Настоящий стандарт применим к изделиям из пластмасс, вспомогательным материалам (например, пластификаторам или модификаторам), синтетическим смолам, мономерам или добавкам, изготовленным с использованием компонентов биологического или ископаемого происхождения.

Знание содержания биокомпонентов в изделиях из пластмасс полезно при оценке их воздействия на окружающую среду.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт [для датированной ссылки применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированной - последнее издание (включая все изменения)]:

ISO 16620-1, Plastics - Biobased content - Part 1: General principles (Пластмассы. Содержание биокомпонентов. Часть 1. Общие принципы)

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ИСО 16620-1, а также следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК поддерживают терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна по адресу https://www.iso.org/obp/

- Электропедия МЭК: доступна по адресу http://www.electropedia.org/

3.1.1
процентное содержание "современного" углерода;
pMC (percent modern carbon, pMC) нормализованное и стандартизованное значение количества изотопа
в образце, рассчитанное относительно стандартизованного и нормализованного количества изотопа
стандартного эталонного материала щавелевой кислоты, NIST SRM 4990b или NIST SRM 4990c, или сахарозы (NIST SRM 8542)
.

________________

NIST SRM 4990b или NIST SRM 4990c, или сахароза (NIST SRM 8542) - торговое наименование продукта, поставляемого Национальным институтом стандартов и технологий США. Эта информация приведена для удобства пользователей настоящего стандарта и не означает одобрения указанного продукта со стороны ИСО. Допускается использовать эквивалентные продукты, если может быть подтверждено, что они приводят к тем же результатам.

Примечание - Эталонное значение углерода на 100%-ной биологической основе приведено в таблице 2.

3.1.2
радиоактивный изотоп углерода
(radiocarbon): Радиоактивный изотоп элементного углерода
, имеющий 8 нейтронов, 6 протонов и 6 электронов.
Примечание - Содержание
составляет 1
·10
% от общего содержания количества углерода на Земле. Он распадается по экспоненциальному закону с периодом полураспада 5730 лет и поэтому не поддается измерению в ископаемых материалах, полученных из нефти, угля, природного газа или любого другого источника старше 50000 лет.
[ИСО 13833:2013, статья 3.7]

________________

Действует ГОСТ Р ИСО 13833-2016 "Выбросы стационарных источников. Определение соотношения содержания диоксида углерода, выделенного биомассой (биогенного) и образовавшегося при обработке полезных ископаемых. Отбор проб и определение по радиоактивному изотопу углерода".

3.2 Обозначения

- изотоп углерода с атомной массой 14;

m - масса образца, г;

pMC(s) - измеренное значение образца, выраженное в pMC, в соответствии с методом ускорительной масс-спектрометрии (AMS);

REF - эталонное значение, выраженное в pMC, для углерода на 100%-ной биологической основе в зависимости от происхождения органического углерода;

- содержание общего углерода, выраженное в процентах от массы образца;
- содержание общего органического углерода, выраженное в процентах от массы образца;
- массовое содержание углерода на биологической основе, выраженное в процентах от массы образца;
- содержание углерода на биологической основе относительно общего углерода, выраженное в процентах от содержания общего углерода;
- содержание углерода на биологической основе относительно общего органического углерода, выраженное в процентах от содержания общего органического углерода.
Примечание 1 - Массовое содержание углерода на биологической основе
, используемое в настоящем стандарте, соответствует массовому содержанию углерода на биологической основе, установленному в 3.3.9 [12].
Примечание 2 - Содержание углерода на биологической основе относительно общего углерода
соответствует содержанию биогенного углерода, установленному в 3.3.8 [12].
Примечание 3 - Содержание углерода на биологической основе относительно общего органического углерода
соответствует содержанию углерода на биологической основе, определенному в 3.3.7 [12].

3.3 Сокращения

AMS - ускорительная масс-спектрометрия;

BI - ионизация бета-частицей;

Bq - беккерель (распадов в секунду);

Cpm - число отсчетов в минуту;

Dpm - число распадов в минуту;

GM - счетчик Гейгера-Мюллера;

LLD - нижний предел обнаружения;

LSC-жидкостный сцинтилляционный счетчик или жидкостная сцинтилляционная спектрометрия;

MOP - 3-метоксипропиламин;

pMC - процентное содержание "современного" углерода;

TC - общий углерод;

TOC - общий органический углерод.

4 Основные положения

, присутствующий в химических веществах, образуется из современного атмосферного
. Из-за радиоактивного распада он почти отсутствует в ископаемых продуктах возрастом от 20000 до 30000 лет. Таким образом, содержание
можно рассматривать как индикатор химических веществ, недавно синтезированных из атмосферного
, и особенно биопродуктов, образовавшихся недавно.
Определение содержания биомассы основано на измерении
в полимерах, что позволяет вычислить долю углерода на биологической основе.
Большой опыт в определении
и эталонные образцы доступны благодаря датированию археологических объектов, на которых основаны три метода, приведенные в настоящем стандарте:

- метод A - жидкостная сцинтилляционная спектрометрия (LSC);

- метод B - ионизация бета-частицей (BI);

- метод C - ускорительная масс-спектрометрия (AMS).

Примечание - Преимущества и недостатки этих методов испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Преимущества и недостатки методов

Метод

Дополнительные требования

Время, необходимое для измерения

Относительное средне-

квадратическое отклонение, %

Инструментальные затраты

Метод A (LSC)

Стандартная (обычная) лаборатория

От 4 до 12 ч

От 2 до 5

Низкие

Метод B (BI)

Лаборатория с низким уровнем фона; устройство для очистки газа

От 8 до 24 ч

От 0,2 до 5

Низкие

Метод C (AMS)

Крупногабаритная установка; устройство для преобразования графита

От 10 до 30 мин

От 0,2 до 2

Высокие

Для измерения
методом LSC используют счетчик низкого уровня. Статистический характер рассеяния радиоактивного распада устанавливает предел для методов A и B. Таким образом, оба метода нуждаются в очищенном диоксиде углерода, в противном случае оксиды азота от сгорания в калориметрической бомбе приведут к подсчету потерь в результате подавления и разбавления вещества примесью при измерении методом LSC. При использовании метода A (LSC) образцы с низким содержанием углерода на биологической основе (менее 10%) могут быть измерены с достаточной точностью только с использованием процедуры конверсии бензола или, если применимо, прямого измерения методом LSC, как приведено в приложении A.
Примечание - В настоящее время стало доступно новое компактное оборудование AMS. В ряде случаев больше не требуется преобразование графита. Эти AMS могут измерять непосредственно газообразный
.

5 Отбор проб

Если существует стандартный метод отбора проб для оцениваемого материала или продукта, который принят разными сторонами, то такой метод может быть использован, а подробности отбора образцов зарегистрированы. Образцы при любой процедуре отбора проб должны быть представительными для материала или продукта, а количество или масса образца должны быть точно установлены.

6 Определение содержания

6.1 Общие положения

В настоящем стандарте приведены общие процедуры подготовки проб и три метода испытаний для определения содержания
. Благодаря такому модульному подходу лаборатории с обычным оборудованием могут подготовить образцы для определения содержания
и определить содержание
с помощью собственного оборудования или передать определение содержания
сторонней лаборатории, специализирующейся на этой методике.
Для сбора
, содержащегося в образце, представлены общепринятые методы преобразования углерода, присутствующего в образце, в
.
Для измерения содержания
выбраны общепринятые методы определения возраста объектов.

6.2 Основные положения

Количество углерода на биологической основе в полимере на биологической основе пропорционально содержанию
.
Для получения достоверных результатов полное сжигание (см. приложение A) осуществляют таким образом, чтобы соответствовать требованиям к последующему измерению содержания
и обеспечить количественное извлечение всего углерода, присутствующего в пробе, в виде
. Это измерение должно выполняться одним из следующих методов:
- метод жидкостной сцинтилляционной спектрометрии (LSC) (метод A): косвенное определение содержания изотопа
через излучение бета-частиц (при взаимодействии со сцинтилляционными молекулами) приведено в приложении B;
- ускорительная масс-спектрометрия (AMS) (метод C): прямое определение содержания изотопа
приведено в приложении D.
Это измерение также может быть выполнено в соответствии с методом B [ионизация бета-частиц (BI)]: косвенное определение содержания изотопа
посредством испускания бета-частиц (детектор типа Гейгера-Мюллера), приведенное в приложении C.
6.3 Процедура преобразования углерода, присутствующего в образце, в образец, подходящий для определения
Преобразование углерода, присутствующего в образце, в образец, подходящий для определения содержания
, выполняют в соответствии с приложением А.

6.4 Методы измерений

Содержание
в образце определяют с использованием одного из методов, описанных в приложениях B, C или D.
Когда отобранные образцы отправляют в специализированные лаборатории, их следует хранить таким образом, чтобы
из воздуха не мог попасть в абсорбционный раствор. Проверка на утечку
из воздуха выполняют путем подготовки контрольных лабораторных проб на этапе отбора проб.

Для определения 0% содержания биомассы допускается использовать сжигание стандартного угля (например, BCR 181).

Для подтверждения 100% содержания биомассы допускается использовать стандартный эталонный материал щавелевой кислоты NIST SRM 4990b или SRM 4990c, или сахарозу (NIST SRM 8542). Смешивание эталонного материала NIST 4990 с известным количеством добавки горючего ископаемого материала, который улучшает его характеристики горения, так как щавелевая кислота трудно воспламеняется из-за ее низкой теплоты сгорания. Для регулярных проверок достаточно стандартного эталонного материала древесины, откалиброванного по щавелевой кислоте.

7 Определение содержания общего углерода и общего органического углерода

Содержание общего углерода и общего органического углерода определяют любым подходящим методом.

Если применимо, могут быть использованы соответствующие методы, приведенные в [1], [4], [6], [8], [9], [11], [13] или [14].

8 Вычисление содержания углерода на биологической основе

8.1 Общие положения

Вычисление содержания углерода на биологической основе включает следующие этапы:

a) определение содержания общего углерода в образце
, определенного одним из методов испытаний, которые приведены в разделе 7, выраженное в процентах от общей массы, или определение содержания общего органического углерода в образце
, которое осуществляют одним из методов испытаний, указанных в разделе 7, выраженное в процентах от общей массы;
b) вычисление массового содержания углерода на биологической основе
, с использованием значения содержания
, которое определяют при помощи вычисления по одному из методов испытаний, приведенных в разделе 6, с применением поправочных коэффициентов, указанных в 8.2;
c) вычисление содержания углерода на биологической основе как доли от содержания общего углерода
(см. 8.3.2) или доли от содержания общего органического углерода
(см. 8.3.3).

8.2 Поправочные коэффициенты

До надземных испытаний водородной бомбы (начатых примерно в 1955 году и завершившихся в 1962 году) уровень
в атмосфере в течение последнего тысячелетия оставался постоянным с точностью до нескольких процентов. Поэтому образец, сформировавшийся за это время, обладает четко определенной современной активностью (интенсивностью), и вклад ископаемых остатков можно определить простым способом. Однако
, образовавшийся во время испытаний оружия, повысил уровень
в атмосфере до 200 pMC в 1962 г. со снижением до 102 pMC в 2015 г. Радиоактивность
образца, сформировавшегося с 1962 года, повышена в соответствии со средним уровнем
по сравнению с интервалом роста. Кроме того, большие выбросы ископаемого углерода в течение последних десятилетий способствуют уменьшению отношения
в атмосфере.

В [12] для углерода на 100%-ной биологической основе используется значение pMC, равное 100,5 (на 2018 г.). Это значение должно быть основой расчетов. Другие значения приемлемы только в том случае, если могут быть предоставлены данные о значении pMC биогенной (органической) части материала.

Значение С на 100%-ной биологической основе соответствует снижению pMC на 0,5 в год. Таким образом, значения на 1 января каждого года, приведенные в таблице 2, могут быть использованы до 2019 г. включительно и отражают снижение pMC на 0,5 в год.

Таблица 2 - Значения углерода на 100% биологической основе в зависимости от года

Год

Эталонные значения углерода на 100%-ной биологической основе REF, pMC, %

2015

102,0

2016

101,5

2017

101,0

2018

100,5

2019

100,0

2020

Подлежит определению

Примечание - Приведенные значения соответствуют [12].

На основании значения 100,5 pMC выведен поправочный коэффициент 0,995 (1/1,005). Для вычисления содержания углерода на биологической основе содержание
, равное 100/0,995 pMC или dpm 13,56/0,995 на грамм С, считается 100% содержанием углерода на биологической основе для биомассы, сформировавшейся в 2016 году.

Массовая доля биомассы должна быть рассчитана с использованием углерода биомассы как в полимере на биологической основе, так и в других органических углеродных материалах.

8.3 Метод вычисления

8.3.1 Вычисление массового содержания углерода на биологической основе
8.3.1.1 Содержание
, определенное методом A (LSC) или методом B (BI)
Массовое содержание углерода на биологической основе
, %, вычисляют по формуле
, (1)
где
- Dpm образца, вычисленное по методу A или B (см. приложение B или C);

REF - эталонное значение, выраженное в pMC, для углерода на 100%-ной биологической основе, полученного из образца, содержащего биомассу;

m - масса образца, г.

8.3.1.2 Содержание
, определенное методом C (AMS)
Массовое содержание углерода на биологической основе
, %, вычисляют по формуле
, (2)
где
- содержание общего углерода, полученное элементным анализом и выраженное в процентах от общей массы образца;

pMC(s) - измеренное значение образца, выраженное в pMC;

REF - эталонное значение, выраженное в pMC, для углерода на 100%-ной биологической основе, полученного из образца, содержащего биомассу.

8.3.2 Вычисление содержания углерода на биологической основе
как доли от TC
Вычисляют содержание углерода на биологической основе как долю от содержания общего углерода
, %, по формуле
, (3)
где
- массовое содержание углерода на биологической основе, %;
- содержание общего углерода в образце, %.
8.3.3 Вычисление содержания углерода на биологической основе
как доли от TOC
Вычисляют содержание углерода на биологической основе как долю от содержания общего органического углерода
, %, по формуле
, (4)
где
- массовое содержание углерода на биологической основе, %;
- содержание общего органического углерода в образце, %.

8.3.4 Примеры

Пример 1 - Вычисление содержания углерода на биологической основе как доли TC.

Чистый полимерный материал на биологической основе.

Образец материала из полимолочной кислоты (PLA):
=50,0%;
=50%

.

Пример 2 - Вычисление содержания углерода на биологической основе как доли TOC.

Смешанный полимерный материал на биологической основе.

Образец из полиэтиленового материала (PE), содержащего смесь ископаемого полиэтилена (PE) и полиэтилена (PE), полученного из биогенного синтез-газа:

=86,0%;
=24,0%,
.

9 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать, как минимум, следующую информацию:

a) ссылку на настоящий стандарт;

b) всю информацию, необходимую для полной идентификации испытуемого полимерного материала на биологической основе или продукта, включая происхождение биомассы, из которой состоит материал или продукт;

c) установление лаборатории, проводящей испытания;

d) подготовку пробы;

e) условия хранения;

f) метод испытаний, используемый для определения содержания
(метод A, B или C, приведенный в приложении B, C или D);

g) методы испытаний, используемые для определения содержания TC и TOC (см. раздел 7);

h) результаты испытаний, включая базовый компонент, на основе которого они выражены, и применение изотопной поправки, включая формулировку прецизионности;

i) метод преобразования углерода (см. А.4 приложения А);

j) активность
образца в dpm или значение
, выраженное в pMC;
k) содержание общего углерода
в образце, выраженное в процентах;

l) используемое значение REF;

m) содержание общего органического углерода
в образце, выраженное в процентах;
n) массовое содержание углерода на биологической основе
в образце, выраженное в процентах;
o) содержание углерода на биологической основе относительно содержания общего углерода
в образце, выраженное в процентах;
p) содержание углерода на биологической основе относительно содержания общего органического углерода
в образце, выраженное в процентах;

q) любую дополнительную информацию, включая подробности любых отклонений от методов испытаний и любых операций, не указанных в настоящем стандарте, которые могли повлиять на результаты;

r) дату получения лабораторного образца и даты проведения испытаний (начало и окончание).

Приложение А

(обязательное)

Процедура преобразования углерода, присутствующего в образце, в образец, подходящий для определения

A.1 Общие сведения

В данном приложении приведены этапы подготовки образцов для определения
. Лаборатории, не оборудованные для анализа
, могут подготовить образцы для передачи в лаборатории, оборудованные для анализа
.
Для определения содержания
углерод, присутствующий в образце, должен быть преобразован в
. Преобразование осуществляют путем сжигания в кислороде. При необходимости допускается использовать вспомогательное средство, поддерживающее горение, для обеспечения полного окисления углерода до
.
Для некоторых жидких образцов не требуется преобразование в
, и прямое измерение содержания
может быть выполнено с использованием LSC.

А.2 Подготовка

A.2.1 Основные положения

Содержание
в полимере на биологической основе определяют по
, образующемуся при сжигании образца. Для преобразования образца в
, используемый для определения содержания
, допускается использовать следующие три метода:

- сжигание в калориметрической бомбе (А.3.1);

- сжигание в трубчатой печи (А.3.2);

- сжигание в лабораторном аппарате для сжигания (A.3.2).

При сжигании сбор и подготовка для измерения образовавшегося при сгорании
зависит от метода, который будет использоваться для определения содержания
.

При использовании метода C используют три способа:

a) прямой сбор образовавшегося
в мешок для сбора газа или герметичную кварцевую трубку с CuO;
b) абсорбцию (поглощение)
раствором гидроксида натрия NaOH с концентрацией 4 моль/дм
;
c) абсорбцию на твердом абсорбенте, разработанном для этой цели, как правило, используют NaOH или KOH, нанесенные на носитель диоксид кремния (например,
.
.

________________

Carbotrap - пример подходящего продукта, доступного на рынке. Информация приведена для удобства пользователей настоящего стандарта и не означает одобрения этого продукта ИСО.
Поскольку для метода C требуется всего несколько миллиграммов углеродсодержащего вещества, допускается использовать образец материала, содержащий несколько миллиграммов
.
При использовании метода B допускается также прямой сбор
в газовый мешок, баллон для отбора проб или раствор NaOH при условии, что общее количество углерода, присутствующего в образце, составляет не менее 2 г.

При использовании метода А после сжигания возможны следующие три метода:

a) прямая адсорбция образовавшегося
раствором карбамата [подходящий раствор для абсорбции
, содержащий амин, например 1 моль/дм
3-метоксипропиламина в этаноламине или
];
];

________________

Carbo-Sorb E является примером подходящего продукта, доступного на рынке. Информация приведена для удобства пользователей настоящего стандарта и не означает его одобрения со стороны ИСО.
b) адсорбция
в растворе NaOH концентрацией 2 моль/дм
и последующий перенос
в растворе NaOH в раствор карбамата;
c) прямое преобразование
в бензол.
В некоторых случаях необходимо определить общее содержание карбонатов в растворе для отбора проб. При прямом отборе проб из растворов карбамата содержание карбоната можно определить путем взвешивания раствора образца до и после отбора проб. При отборе проб из растворов NaOH или KOH содержание карбоната может быть определено стандартными методами, например титриметрическим методом. Руководство по такому определению можно найти, например, в [5] (все части) и [10]. Раствор карбамата непосредственно измеряют методом A или B. Углекислый газ или графит из
, воспроизведенный из раствора карбамата, измеряют методом C.

А.2.2 Реактивы и материалы

А.2.2.1 Раствор карбамата.

А.2.2.2 Сцинтилляционная среда.

А.2.2.3 Стеклянные флаконы (стандартные флаконы для проб из стекла с пластмассовыми завинчивающимися крышками, химически стойкие к раствору NaOH с концентрацией 4 моль/дм
).
А.2.2.4 Абсорбирующий раствор NaOH, 4 моль/дм
.
Для приготовления абсорбирующего раствора, не содержащего карбонатов, достаточно использовать свежеоткрытые сосуды с гранулами NaOH. Растворяют гранулы NaOH в небольшом количестве воды (тепло, выделяемое во время растворения, ускоряет процесс растворения). Небольшое количество осадка указывает на присутствие в растворе
. Прозрачный раствор после декантации, почти не содержащий карбонатов, разбавляют до необходимого объема. Поскольку растворение NaOH является экзотермическим процессом, следует проявлять особую осторожность, так как при разбавлении может произойти вскипание концентрированного раствора.

А.3 Сжигание образца

А.3.1 Сжигание образца в калориметрической бомбе

Для сжигания образца в калориметрической бомбе допускается использовать любой подходящий метод испытаний, например [2], [3] или [28].

После полного сгорания в кислородной бомбе газообразные продукты сгорания собирают в мешок для сбора газа.

Для трудновоспламеняемых полимеров на биологической основе используют вспомогательные средства горения для достижения полного сгорания. Примерами вспомогательных средств горения являются полиэтиленовые пакеты для сжигания, бензойная кислота и глюкоза. Следует соблюдать осторожность, чтобы не превышать максимально допустимое количество органического материала для используемой кислородной бомбы. Определяют количество
, присутствующего во вспомогательных средствах горения, и вносят поправку на вклад этого средства (содержание
и содержание общего углерода).

Определение содержания карбоната в растворе, полученном после сжигания, допускается использовать для определения конверсии реакции. Содержание карбоната должно быть эквивалентно количеству общего углерода, присутствующего в сгоревшей пробе (включая добавки для горения).

При использовании метода А
собирают в растворе NaOH концентрацией 4 моль/дм
до преобразования в бензол или собирают в раствор охлажденной смеси карбамата и подходящей сцинтилляционной жидкости.
Для сбора
в растворе NaOH концентрацией 4 моль/дм
используют промывную склянку вместимостью 250 см
, наполненную 200 см
раствора NaOH концентрацией 4 моль/л, скорость потока
50 см
/мин.
Для сбора
в растворе карбамата мешок с газообразной пробой подсоединяют к насосу, соединенному со стеклянным сосудом вместимостью 20 см
, заполненным смесью, состоящей из 10 см
жидкости для сорбции карбамата и 10 см
сцинтилляционной смеси, помещенным в ледяную баню для отвода тепла экзотермической реакции образования карбамата. Скорость откачки низкая, как правило, от 50 до 60 см
·
мин
. Перекачивание газа из мешка занимает от 2 до 3 ч. После отбора пробы она готова к подсчету на жидкостном сцинтилляционном счетчике. Параллельно следует проводить подсчет контрольных проб, для учета небольших периодических изменений фона.
Измерения должны быть выполнены как можно быстрее после сбора. Измерения должны быть проведены не позднее одной недели после отбора проб. Есть веские основания полагать, что
, образующийся при сгорании, вступает в реакцию с абсорбционной смесью, приводя к еще не выясненным ошибкам после нескольких дней хранения. Если недельный предел не может быть реализован, повторяют сбор
в растворе NaOH с концентрацией 4 моль/л.
При использовании метода B или метода C
собирают в растворе NaOH с концентрацией 4 моль/л или на подходящем твердом сцинтилляционном абсорбенте.
В качестве альтернативы для метода C можно отобрать приблизительно 2 см
газообразного
из мешка для сбора газа при помощи стеклянного шприца и перенести в систему целевой подготовки AMS. Поскольку содержимое бомбы выпускают до достижения атмосферного давления, в бомбе остается остаточное количество газа, которое прямо пропорционально давлению в бомбе после сгорания.

Примечание - При остаточном давлении 2,5 МПа после сброса до атмосферного давления в бомбе остается 4% газообразных продуктов сгорания.

Чтобы преодолеть эту помеху:

a) проводят калибровку и анализ с учетом остаточного количества, используя поправочный коэффициент давления;

b) используют вакуумный насос для удаления остаточного количества;

c) продувают бомбу аргоном и собирают
в продувочных газах.

А.3.2 Сжигание образца в трубчатой печи или аппарате для сжигания

Трубчатая печь или аппарат для сжигания должны иметь возможность сжигать полимер на биологической основе с полным преобразованием присутствующего углерода в
. Для определения содержания
методом А
собирают при помощи подходящего импинджера, заполненного охлажденной смесью карбамата и подходящей сцинтилляционной жидкости, сцинтилляционная среда которой уже содержит поглотитель
или раствор NaOH с концентрацией 4 моль/л (см. А.2.2.4). Для определения содержания
методом C или B
собирают с помощью подходящего импинджера, наполненного раствором NaOH с концентрацией 4 моль/л. В результате абсорбции
после улавливания будет наблюдаться значительное уменьшение объема газа. Следовательно, газовый насос должен располагаться перед импинджером и быть газонепроницаемым.
В качестве альтернативы
можно улавливать с помощью криогенной ловушки. В этом случае криогенная ловушка должна состоять из ловушки для воды (сухой лед в этаноле или ацетоне), за которой следует криогенная ловушка. Следует проявлять осторожность для предотвращения образования жидкого кислорода, что можно обеспечить незначительным нагреванием ловушки выше температуры кипения кислорода с использованием жидкого аргона или выполнением разделения при пониженном давлении. В качестве альтернативы при использовании метода C
можно собирать путем смешивания гомогенизированного полимера на биологической основе с оксидом меди (CuO) в герметичной вакуумированной кварцевой или стеклянной трубке из стекла марки Викор (Vycor). В трубку до введения
может быть добавлен водяной пар (до 3 Па), чтобы помочь удалить соединения серы. Трубку выдерживают от 3 до 5 ч при температуре 900
°C.
собирают путем разрушения трубки с помощью устройства для взлома трубок, подключенного к вакуумированной линии сбора стекла.

А.3.3 Прямое LSC измерение на полимере

Для жидких прозрачных полимеров на биологической основе возможно прямое измерение на полимере на биологической основе с помощью метода LSC. Этот вариант допускается только в том случае, если может быть продемонстрирована эквивалентность методам с преобразованием в
. Как правило, это происходит в том случае, если гашение не наблюдается или корректировка гашения выполняется с использованием стандартного метода добавок с использованием того же меченного
полимера на биологической основе с известной
активностью.

Метод растворения может не подходить для некоторых полимеров на биологической основе, например, когда присутствуют наполнители.

Для прямых измерений LSC рекомендуется использовать [15].

А.4 Результаты стандартизированных измерений

А.4.1 Методы LSC и BI

Жидкостный сцинтилляционный счетчик косвенно измеряет количество
-распадов
(отсчетов в минуту, Cpm), измеряя сигналы взаимодействия бета-частиц со сцинтилляционными молекулами (испускание фотонов - светового излучения, пропорционального энергии распада). Для этого измерения образец
абсорбируется подходящим абсорбирующим раствором, к которому добавлен сцинтилляционный реагент (смесь
), или
преобразуют в бензол, а затем смешивают с жидкими (сцинтилляционными) реагентами до смеси. Метод "бензольная смесь" более точен, чем метод "
смесь".
Для результатов измерений LSC должны использоваться те же методы стандартизации, что и для измерений AMS и пропорциональных счетчиков газа. Содержание
вычисляют по формуле
, (А.1)
где
- измеренное значение
(в pMC) исследуемой пробы
;
- стандартизированное и нормализованное количество
в измеряемой пробе;
·100=
pMC
;
- нормализованный сигнал
(концентрация или активность изотопа) измеряемого образца;
- стандартизированное и нормализованное количество
в первичном эталонном образце щавелевой кислоты (HOx-II, SRM 4990c);
- измеренный сигнал
(концентрация или активность изотопа) пробы;
- измеренный сигнал
(концентрация или активность изотопа) фонового образца/контрольной пробы, измеренный от той же партии, что и образец, представляющий фоновый сигнал
измеренных проб;
- точность измерений используемой методики измерения;
- стандартизованное значение для фракционирования изотопов.
13
N
=-0,025 (относительно VPDB);
- измеренное значение фракционирования изотопов в образце. Его получают путем измерения отношения
в образце относительно измеренного отношения
стандартного образца с известным значением фракционирования изотопов, относительно VPDB.
Если первичный или вторичный эталонный образец не измерен, эффективность измерения не исключается и должна быть определена с использованием внутреннего эталона. В этом случае также необходимо определять активность образца в Dpm/gC
(число распадов в минуту), а не в cpm/gC
.
=13,56
±0,07 Dpm/gC=0,226±0,001 Bq/gC
.

А.4.2 Метод AMS

Система AMS измеряет изотопы углерода
,
и
в пробе углерода за один период отбора проб. Партия образцов должна также содержать образцы эталонных материалов. Измеренное количество
(равное концентрации изотопа
) в образце вычисляют относительно измеренного (среднего) количества
в образцах эталонного материала той же партии. Если эталонный материал представляет собой первичный стандартный образец щавелевой кислоты II (HOx-II, SRM 4990c), как правило, используемый для этой цели, необходимо вычислить стандартизированное количество
в образце,
(равное
100%=pMC) по формуле
, (А.2)
где
- измеренное значение