ГОСТ Р ИСО 16620-3-2022 Пластмассы. Содержание биокомпонентов. Часть 3. Определение содержания синтетического полимера на биологической основе

ГОСТ Р ИСО 16620-3-2022

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЛАСТМАССЫ. СОДЕРЖАНИЕ БИОКОМПОНЕНТОВ

Часть 3

Определение содержания синтетического полимера на биологической основе

Plastics. Biobased content. Part 3. Determination of biobased synthetic polymer 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 973-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 16620-3:2015* "Пластмассы. Содержание биокомпонентов. Часть 3. Определение содержания синтетического полимера на биологической основе" (ISO 16620-3:2015 "Plastics - Biobased content - Part 3: Determination of biobased synthetic polymer 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 данной серии стандартов 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 применимости нормативных ограничений перед его применением.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения количества биокомпонентов в синтетическом полимере на биологической основе в изделиях из пластмасс. Метод вычисления содержания синтетического полимера на биологической основе основан на массе синтетического полимера на биологической основе в изделиях из пластмасс.

Настоящий стандарт применим к пластмассам и изделиям из них, синтетическим смолам, мономерам или добавкам, изготовленным из компонентов на биологической или на основе ископаемых.

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

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

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

ISO 16620-2, Plastics - Biobased content - Part 2: Determination of biobased carbon content (Пластмассы. Содержание биокомпонентов. Часть 2. Определение содержания углерода на биологической основе)

3 Термины, определения и обозначения

3.1 Термины, определения и обозначения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ИСО 16620-1.

3.2 Обозначения

В настоящем стандарте применены обозначения по ИСО 16620-1, а также следующие обозначения:

- массовый состав компонента

n

продукта;

- содержание синтетического полимера на биологической основе в

n

компонентах продукта;

- содержание углерода на биологической основе в

n

компонентах продукта.

4 Основные положения

Определение биомассы, используемой в пластмассах, является практическим способом оценки деятельности по разработке синтетических полимеров, которые полностью или частично имеют биологическую основу. Это также помогает потребителям оценить и сравнить относительный вклад в охрану окружающей среды.

В настоящем стандарте приведен метод определения содержания синтетического полимера на биологической основе, полученного из ресурсов биомассы.

Содержание синтетического полимера на биологической основе в изделии из пластмасс может быть вычислено на основе состава пластмассы, приведенного в виде перечня компонентов с указанием их массовой доли, и на основе содержания синтетического полимера на биологической основе в указанных компонентах (см. например, приложение A, таблицы A.1 и A.2).

В этом вычислении учитывают только синтетические полимеры, которые полностью или частично имеют биологическую основу. Природные полимеры и любые добавки на биологической основе не входят в состав синтетических полимеров на биологической основе.

5 Проведение испытаний

Для определения содержания синтетических полимеров на биологической основе в изделиях из пластмасс допускается использовать составы синтетических полимеров на биологической основе, предоставляемые производителем.

6 Вычисление и обработка результатов

6.1 Содержание углерода на биологической основе

Содержание углерода на биологической основе в каждом компоненте продукта из синтетического полимера на биологической основе вычисляют на основе анализа

согласно ИСО 16620-2.

6.2 Содержание синтетического полимера на биологической основе

Содержание синтетического полимера на биологической основе в компоненте A (

) составляет 100%, если этот компонент является полностью синтетическим полимером на биологической основе. Если компонент представляет собой частично синтетический полимер на биологической основе,

- это массовая доля части продукции на биологической основе, которая полностью состоит из компонента на биологической основе (см. приложение A).

составляет 0%, если компонент представляет собой добавку, естественный природный полимер или полимер на основе ископаемых.

Составы и содержание синтетических полимеров на биологической основе приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Состав, содержание синтетического полимера на биологической основе в продукте

Компонент	Масса сухой фракции, %	Содержание синтетического полимера на биологической основе, %	Содержание углерода на биологической основе, %
Синтетический полимер на биологической основе
Синтетический полимер на основе ископаемых		0	0
Природный полимер		0	100
Добавка на биологической основе		0
Добавка на основе ископаемых		0	0
Неорганическая добавка		0	0
Продукт (всего)	100

Содержание синтетического полимера на биологической основе в продукте вычисляют по формуле (1) (см. приложение A).

Содержание синтетического полимера на биологической основе выражают в массовых процентах

, (1)

где

- синтетический полимер на биологической основе, используемый в продукте, процент по массе компонента A;

- содержание синтетического полимера на биологической основе в компоненте А.

7 Протокол испытаний

Отчет об испытании должен содержать всю необходимую информацию, особенно следующее:

a) ссылку на настоящий стандарт;

b) результаты экспериментального определения содержания углерода на биологической основе для каждого синтетического полимера на биологической основе;

c) отчет о формуле/составе (элементный анализ) каждого компонента синтетического полимера на биологической основе;

d) вычисление содержания синтетического полимера на биологической основе, в процентах от общей массы продукта.

Приложение A

(справочное)

Пример вычисления содержания синтетического полимера на биологической основе

Синтетические полимеры на биологической основе включают в себя атомы углерода на биологической основе вместо атомов ископаемого углерода. Иногда потребителю удобно определять содержание биокомпонентов в продуктах в процентах по массе. Примеры вычисления содержания синтетического полимера на биологической основе для композита и сополимера приведены в таблицах A.1 и A.2. Композит состоит из полимолочной кислоты (PLA) в качестве синтетического полимера на биологической основе, полипропилена в качестве синтетического полимера на основе ископаемых, крахмала в качестве добавки на биологической основе, дибутилфталата и карбоната кальция.

Таблица A.1 - Пример вычисления содержания синтетического полимера на биологической основе в продукте

Компонент	Химическая формула	Масса сухой фракции, %	Содержание синтетического полимера на биологической основе , %
PLA		30	100
PP		30	0
Крахмал		20	0
DBP		5	0
Карбонат кальция		15	0
Продукт (всего)		100	30
Полимолочная кислота. Полипропилен. Дибутилфталат.

Содержание синтетического полимера на биологической основе определяют как массовый процент синтетического полимера на биологической основе в продукте. В таблице A.1 синтетическим полимером на биологической основе является только PLA; следовательно, массовый процент PLA (30%) является содержанием синтетического полимера на биологической основе.

Пример синтетического полимера частично на биологической основе - полиэтилентерефталат, в котором этиленгликолевое звено полимера является биокомпонентом, а терефталат - ископаемым компонентом, приведен в таблице A.2.

Таблица А.2 - Пример вычисления содержания синтетического полимера на биологической основе в сополимере

Мономерное звено	Химическая формула	Молекулярная масса, г	Масса сухой фракции, %	Содержание синтетического полимера на биологической основе , %
Этиленгликоль		60	31,25	100
Терефталат		132	68,75	0
Сополимер (всего)		192	100	31,25
Полиэтилентерефталат: .

Пример продукта - синтетического полимера на биологической основе, включающего полимолочную кислоту PLA, био-полиэтилентерефталат bio-PET, как показано в таблице A.2, полипропилен PP, крахмал, дибутилфталат DBP и карбонат кальция - приведен в таблице A.3.

Таблица A.3 - Пример вычисления содержания синтетического полимера в продукте на биологической основе

Компонент	Химическая формула	Масса сухой фракции, %	Содержание синтетического полимера на биологической основе , %
PLA		30	100
Био-РЕТ	-	20	31,25
PP		10	0
Крахмал		20	0
DBP		5	0
Карбонат кальция		15	0
Продукт (всего)		100	36,25
Полимолочная кислота. Полипропилен. Дибутилфталат Био-полиэтилентерефталат: . Данное значение было вычислено на основе таблицы А.2. Содержание синтетического полимера на биологической основе равно: 30+(20·31,25)/100%.

Приложение B

(справочное)

Пример вычисления содержания синтетического полимера на биологической основе с использованием содержания углерода на биологической основе

Если содержание синтетического полимера на биологической основе в образце составляет 100%, то содержание углерода в нем, которое может быть измерено на основе ИСО 16620-2, составляет 100%.

Для синтетического полимера, состоящего частично на основе биологического полиэтилентерефталата (био-PET), в котором этиленгликолевый компонент (EG) полимера является биокомпонентом, а терефталатный компонент (TA) - ископаемым, метод вычисления содержания углерода на биологической основе на основании содержания синтетического полимера на биологической основе и доли (содержания) углерода приведены в таблице B.1. Содержание синтетического полимера на биологической основе в био-PET составляет 31,25% (см. таблицу A.2).

Таблица B.1 - Пример вычисления содержания углерода на биологической основе по содержанию синтетического полимера на биологической основе в синтетическом сополимере, частично полученном из биологического сырья

Параметр	Био-PET
	EG	TA
Состав сополимера, %	31,25	68,75
Химическая формула компонента
Молекулярная масса компонента	60	132
(Масса углерода в компоненте)	(24)	(96)
Относительная доля углерода	0,4	0,727
Относительная масса углерода в сополимере	31,25·0,4=12,5	68,75·0,727=49,98
Содержание углерода на биологической основе в сополимере, %	[12,5/(12,5+49,98)]·100=20,01

Долю углерода можно вычислить по химической формуле или измерить элементным анализом каждого компонента. Может быть вычислена относительная масса углерода биологического происхождения и углерода ископаемого происхождения в сополимере. По этим значениям можно вычислить содержание углерода на биологической основе в сополимере и сравнить измеренное значение по ИСО 16620-2.

Пример смеси био-PET и РЕ (масса 85/15) приведен в таблице B.2. Содержание синтетического полимера на биологической основе вычисляют по формуле (B.1)

(%), (B.1)

Таблица B.2 - Пример вычисления содержания углерода на биологической основе по содержанию синтетического полимера на биологической основе для смеси био-PET/PE (85/15)

Параметр	Био-PET		PE
	EG	TA
Состав сополимера, %	85		15
Состав сополимера, %	26,56	58,44	15
Химическая формула компонента
Молекулярная масса компонента (Масса углерода в компоненте)	60 (24)	132 (96)	28 (24)
Относительная доля углерода	0,4	0,727	0,857
Относительная масса углерода в сополимере	26,56·0,4=10,62	58,44·0,727=42,49	15·0,857=12,86
Содержание углерода на биологической основе в сополимере, %	[10,62/(10,62+42,49+12,86)]·100=16,10

Приложение ДА

(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1