ISO 11357-2-2013 Plastics - Differential scanning calorimetry (DSC) - Part 2 Determination of glass transition temperature and glass transition step height《塑料 差.pdf

1、 ISO 2013 Plastiques Analyse calorimtrique diffrentielle (DSC) Partie 2: Dtermination de la temprature de transition vitreuse et de la hauteur de palier de transition vitreuse Plastics Differential scanning calorimetry (DSC) Part 2: Determination of glass transition temperature and glass transition

2、step height NORME INTERNATIONALE ISO 11357-2 Deuxime dition 2013-05-01 Numro de rfrence ISO 11357-2:2013(F) ISO 11357-2:2013(F)ii ISO 2013 Tous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2013 Droits de reproduction rservs. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut tre

3、 reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie, laffichage sur linternet ou sur un Intranet, sans autorisation crite pralable. Les demandes dautorisation peuvent tre adresses lISO ladresse ci-aprs ou au comit membre de lISO

4、dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ISO 11357-2:2013(F) ISO 2013 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos iv 1 Domaine dapplication . 1 2 Rfrenc

5、es normatives . 1 3 T ermes et dfinitions . 1 4 Principe 2 5 Appareillage et matriaux 2 6 prouvettes 2 7 Conditions dessai et conditionnement des prouvettes 2 8 talonnage 2 9 Mode opratoire 2 9.1 Mise en service de lappareillage . 2 9.2 Chargement de lprouvette dans le creuset . 2 9.3 Mise en place

6、des creusets dans lappareillage . 2 9.4 Mesurage par balayage des tempratures. 2 10 Expression des rsultats. 3 10.1 Dtermination des tempratures de transition vitreuse 3 10.2 Dtermination de la hauteur de palier de transition vitreuse . 5 11 Fidlit 5 12 Rapport dessai . 5 Bibliographie 6 ISO 11357-2

7、:2013(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le

8、 droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. L ISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normali

9、sation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux

10、comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LIS

11、O ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 11357-2 a t labore par le comit technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comit SC 5, Proprits physicochimiques. Cette deuxime dition annule et remplace la premire dition (ISO 113

12、57-2:1999), qui a fait lobjet dune rvision technique. Les principales modifications sont les suivantes: suppression du texte en double contenu dans lISO 11357-1; inclusion de la dtermination de la hauteur de palier; transfert de la description des tempratures conventionnelles de transition vitreuse

13、de 3.3 vers 10.1; inclusion de mthodes supplmentaires de dtermination de T g , bases sur le point dinflexion et le calcul de lgalit des surfaces. LISO 11357 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Plastiques Analyse calorimtrique diffrentielle (DSC): Partie 1: Principes gnraux P

14、artie 2: Dtermination de la temprature de transition vitreuse et de la hauteur de palier de transition vitreuse Partie 3: Dtermination de la temprature et de lenthalpie de fusion et de cristallisation Partie 4: Dtermination de la capacit thermique massique Partie 5: Dtermination des tempratures et t

15、emps caractristiques de la courbe de raction, de lenthalpie de raction et du degr de transformation Partie 6: Dtermination du temps dinduction loxydation (OIT isotherme) et de la temprature dinduction loxydation (OIT dynamique) Partie 7: Dtermination de la cintique de cristallisationiv ISO 2013 Tous

16、 droits rservs NORME INTERNATIONALE ISO 11357-2:2013(F) Plastiques Analyse calorimtrique diffrentielle (DSC) Partie 2: Dtermination de la temprature de transition vitreuse et de la hauteur de palier de transition vitreuse AVERTISSEMENT Lutilisation de la prsente partie de lISO 11357 peut impliquer l

17、emploi de produits et la mise en uvre de modes opratoires et dappareillages caractre dangereux. La prsente partie de lISO 11357 na pas pour but daborder tous les problmes de scurit lis son utilisation. Il incombe lutilisateur dtablir, avant de lutiliser, des pratiques dhygine et de scurit appropries

18、 et de dterminer lapplicabilit des restrictions rglementaires. 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 11357 spcifie des mthodes permettant de dterminer la temprature de transition vitreuse et la hauteur de palier de transition vitreuse associes la transition vitreuse des plastiques amorphe

19、s et semi-cristallins. 2 Rfrences normatives Les documents suivants, en tout ou partie, sont rfrencs de manire normative dans le prsent document et sont indispensables pour son application. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du docum

20、ent de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 11357-1, Plastiques Analyse calorimtrique diffrentielle (DSC) Partie 1: Principes gnraux 3 T ermes et dfinitio ns Pour le besoin du prsent document, les termes et dfinitions donns dans lISO 11357-1 ainsi que les suivants sappliquent.

21、 3.1 transition vitreuse c h a n g e m e n t r v e r s i b l e d a n s u n p o l y m r e a m o r p h e o u d a n s l e s p a r t i e s a m o r p h e s d u n p o l y m r e p a r t i e l l e m e n t cristallin, dun tat visqueux ou gommeux vers un tat dur et relativement fragile, ou vice versa 3.2 temp

22、rature de transition vitreuse T g valeur conventionnelle du domaine de temprature dans lequel se produit la transition vitreuse Note 1 larticle: La temprature de transition vitreuse dsigne (T g ) peut varier en fonction de la proprit spcifique, de la mthode et des conditions dessai choisies pour eff

23、ectuer le mesurage. 3.3 hauteur de palier de transition vitreuse c p (T g ) diffrence de capacit thermique massique T g Note 1 larticle: Voir Figure 1 et Figure 2. ISO 2013 Tous droits rservs 1 ISO 11357-2:2013(F) Note 2 larticle: Pour les polymres partiellement cristallins, la hauteur de palier de

24、transition vitreuse est proportionnelle au contenu amorphe. 4 Principe Le principe est spcifi dans lISO 11357-1. La variation du flux thermique en fonction de la temprature est mesure et la temprature et la hauteur de palier de transition vitreuse sont dtermines sur la courbe ainsi obtenue. 5 Appare

25、illage et matriaux Lappareillage et les matriaux sont spcifis dans lISO 11357-1. 6 prouvettes Les prouvettes sont spcifies dans lISO 11357-1. 7 Conditions dessai et conditionnement des prouvettes Les conditions dessai et le conditionnement des prouvettes sont spcifis dans lISO 11357-1. 8 talonnage L

26、talonnage est spcifi dans lISO 11357-1. 9 Mode opratoire 9.1 Mise en service de lappareillage Le mode opratoire de mise en service de lappareillage est spcifi dans lISO 11357-1. 9.2 Chargement de lprouvette dans le creuset Le mode opratoire de chargement de lprouvette dans le creuset est spcifi dans

27、 lISO 11357-1. Dterminer la masse de lprouvette 0,1 mg prs. Sauf spcification contraire dans la norme de matriau, utiliser une masse de 5 mg 20 mg. Pour les matriaux semi-cristallins, utiliser une masse proche de la limite suprieure. 9.3 Mise en place des creusets dans lappareillage Le mode opratoir

28、e pour la mise en place des creusets est spcifi dans lISO 11357-1. 9.4 Mesurage par balayage des tempratures 9.4.1 Laisser scouler 5 min pour une purge pralable lazote avant de dmarrer le cycle de chauffage. 9.4.2 Procder un cycle thermique prliminaire en portant le creuset, une vitesse de balayage

29、des tempratures de 20 K/min, une temprature suffisamment leve pour effacer tout antcdent thermique des matriaux soumis essai, et enregistrer les rsultats correspondants. Les mesures par analyse calorimtrique diffrentielle sont largement fonction des antcdents thermiques et de la morphologie de lchan

30、tillon et de lprouvette. Il est important de raliser un cycle 2 ISO 2013 Tous droits rservs ISO 11357-2:2013(F) thermique prliminaire et les mesurages doivent de prfrence tre effectus au deuxime balayage de monte en temprature (voir lISO 11357-1). Dans le cas o le matriau est ractif ou si lon dsire

31、valuer les proprits dune prouvette ayant subi un conditionnement pralable spcial, les donnes peuvent tre releves pendant le premier balayage de monte en temprature. Cet cart par rapport au mode opratoire normal doit tre consign dans le rapport dessai (voir Article 12). 9.4.3 Maintenir la temprature

32、pendant 5 min sauf si un temps plus court est requis cause de la dcomposition de lprouvette. 9.4.4 Refroidir 50 C environ en dessous de la temprature prvue de transition vitreuse en utilisant une vitesse de balayage des tempratures de 20 K/min. NOTE Dans des cas particuliers, par exemple sil faut me

33、surer la cristallisation froide, il peut tre ncessaire de procder un refroidissement par trempe. 9.4.5 Maintenir la temprature pendant 5 min. 9.4.6 Procder un deuxime cycle thermique en portant le creuset, une vitesse de balayage des tempratures de 20 K/min, une temprature suprieure denviron 30 C la

34、 temprature finale extrapole de transition vitreuse (T ef,g ) et enregistrer les rsultats. NOTE Il est possible dutiliser dautres vitesses de chauffage ou de refroidissement selon laccord conclu entre les parties intresses. Il est prfrable dutiliser des vitesses de balayage identiques pour les cycle

35、s de chauffage et de refroidissement. En particulier, les vitesses de balayage leves fournissent une meilleure sensibilit de la transition enregistre, mais dun autre ct, de faibles vitesses de balayage donnent une meilleure rsolution. Il est important de choisir la vitesse de manire approprie lorsqu

36、e lon observe des transitions difficiles dtecter. 9.4.7 Refroidir lappareillage temprature ambiante et enlever le creuset pour vrifier sil a subi une dformation ou si lprouvette a dbord. 9.4.8 Peser de nouveau le creuset et lprouvette 0,1 mg. 9.4.9 Sil y a eu perte de masse, il convient de suspecter

37、 une modification chimique. Ouvrir le creuset et examiner lprouvette. Si cette dernire sest dtriore, rejeter les rsultats dessai et de renouveler lessai en choisissant une temprature maximale infrieure. Ne pas rutiliser les creusets prsentant des signes de dtrioration pour un autre mesurage. Si lpro

38、uvette dborde du creuset pendant le mesurage, nettoyer le porte-prouvettes en suivant les instructions du fabricant et vrifier que ltalonnage est toujours valable. 9.4.10 Les exigences relatives la rptition des essais doivent tre indiques par les normes de rfrence ou, sil nen existe pas, elle doiven

39、t faire lobjet dun accord entre les parties intresses. 10 Expression des rsultats 10.1 Dtermination des tempratures de transition vitreuse 10.1.1 Gnralits Dterminer la temprature de transition vitreuse laide de lune des mthodes donnes en 10.1.2 10.1.4. La mthode de dtermination de T gdoit figurer da

40、ns le rapport dessai (voir Article 12) ISO 2013 Tous droits rservs 3 ISO 11357-2:2013(F) 10.1.2 Mthode de la hauteur de demi-palier Attribuer la transition vitreuse la temprature, T 1/2,g , laquelle la courbe DSC mesure est au point dintersection avec une ligne quidistante entre les deux lignes de b

41、ase extrapoles (voir Figure 1). 10.1.3 Mthode du point dinfle xion Attribuer la transition vitreuse la temprature du point dinflexion, T i,g , de la courbe DSC mesure dans le domaine de transition vitreuse (voir Figure 1). Le point dinflexion, T i,g , est obtenu en dterminant la temprature correspon

42、dant au maximum du signal driv de DSC ou la pente la plus importante dans le domaine de transition vitreuse. Lgende dQ/dt flux thermique T temprature (dQ/dt) 1 flux thermique infrieur T g (dQ/dt) 2 flux thermique suprieur T g T 1/2,g T gmesure par la mthode de la hauteur de demi-palier (10.1.2) T i,

43、g T gmesure par la mthode du point dinflexion (10.1.3) T ei,g temprature initiale extrapole de transition vitreuse T ef,g temprature extrapole finale de transition vitreuse a Direction endothermique. Figure 1 Exemples de dtermination des tempratures conventionnelles de transition vitreuse conformmen

44、t 10.1.2 et 10.1.3 10.1.4 Mthode dgalit des surfaces Attribuer la transition vitreuse la temprature, T a,g , obtenue en traant une ligne verticale de sorte que les surfaces entre le trac DSC et les lignes de base infrieure et suprieure la courbe soient gales, cest-dire 1 + 3 = 2 (voir Figure 2) 9 .

45、NOTE La transition vitreuse tant un phnomne cintique, la temprature de transition vitreuse dpend de la vitesse de refroidissement relle utilise et des conditions de recuit tempratures infrieures T g . Les transitions vitreuses non perturbes sont obtenues seulement si la vitesse de refroidissement et

46、 la vitesse de chauffage qui suit sont identiques et quaucun vieillissement physique significatif ne se produit en raison dun recuit temprature infrieure T g . Si un chantillon est refroidi beaucoup plus lentement ou recuit temprature infrieure T g , des relaxations denthalpie peuvent se produire, e

47、ntranant des pics endothermes juste au-dessus de T g . Les pics dus la relaxation denthalpie disparaissent en extrapolant des vitesses de chauffage nulles. La mthode dgalit des surfaces fournit le meilleur mode opratoire pour obtenir des tempratures de transition vitreuse correctes en cas dapparition de relaxations denthalpie.4 ISO 2013 Tous droits rservs ISO 11357-2:2013(F) Lgende dQ/dt flux thermique T temprature 1, 2, 3 surfaces entre l