ISO 4650-2012 Rubber - Identification - Infrared spectrometric methods《橡胶 鉴定 红外分光光谱法》.pdf

1、 ISO 2012 Caoutchouc Identification Mthodes spectromtriques dans linfrarouge Rubber Identification Infrared spectrometric methods NORME INTERNATIONALE ISO 4650 Troisime dition 2012-12-15 Numro de rfrence ISO 4650:2012(F) ISO 4650:2012(F)ii ISO 2012 Tous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO

2、 2012 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou

3、du comit membre de lISO 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 4650:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos iv 1 Domaine dapp

4、lication . 1 2 Rfrences normatives . 1 3 Principe 1 3.1 Analyse par transmission 1 3.2 Analyse par rflexion . 1 4 Types de caoutchouc 2 4.1 Gnralits 2 4.2 Exceptions pour les mlanges de caoutchoucs . 3 4.3 Spectres de rfrence 4 5 Ractifs . 4 6 Appareillage 4 7 Mode opratoire pour examen par spectrom

5、trie infrarouge en utilisant la technique par transmission 6 7.1 Mode opratoire pour films de caoutchouc brut mouls ou obtenus partir dune solution 6 7.2 Mode opratoire pour caoutchoucs bruts, vulcanisats et films obtenus partir dun pyrolysat 6 7.3 Mode opratoire pour film de caoutchouc vulcanis obt

6、enu aprs vaporation du solvant dune solution 7 8 Mode opratoire pour la rflexion totale attnue (ATR ou micro-ATR): analyse de surface .8 9 Interprtation des spectres . 9 9.1 Spectres de rfrence 9 9.2 Tables dabsorptions caractristiques 9 10 Rapport dessai 10 Annexe A (informative) Comparaison des sp

7、ectres obtenus par rflexion ou par transmission .11 Annexe B (informative) Absorptions caractristiques et spectres de rfrence .12 Bibliographie .90 ISO 4650:2012(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comi

8、ts 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 droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison

9、avec lISO participent galement aux travaux. L ISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche princ

10、ipale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Latte

11、ntion est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 4650 a t labore par

12、 le comit technique ISO/TC 45, lastomres et produits base dlastomres, sous-comit SC 2, Essais et analyses. Cette troisime dition annule et remplace la deuxime dition (ISO 4650:2005), dont elle constitue une rvision technique.iv ISO 2012 Tous droits rservs NORME INTERNATIONALE ISO 4650:2012(F) Caoutc

13、houc Identification Mthodes spectromtriques dans linfrarouge 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale spcifie deux mthodes pour lidentification des caoutchoucs, y compris les lastomres thermoplastiques, soit ltat brut soit sous forme de mlanges, vulcaniss ou non. La premire mthode est

14、base sur lexamen spectroscopique en rayonnement infrarouge utilisant la technique par transmission. La seconde mthode utilise lanalyse par rflexion. Une comparaison des spectres obtenus par rflexion (ATR, de langlais attenuated total reflectance) et par transmission (film) est donne dans lAnnexe A.

15、Les deux mthodes consistent examiner les polymres partir de leurs produits de pyrolyse (pyrolysats ), ou partir de films obtenus par solution ou par moulage (pour les caoutchoucs bruts uniquement). Des spectres types sont donns dans lAnnexe B. Le principe de ces mthodes implique que la prparation de

16、s chantillons et lanalyse des spectres infrarouges soient ralises par un personnel expriment et que lquipement utilis pour la production des spectres soit utilis selon les instructions du fabricant en vue dobtenir les performances optimales. Les dtails relatifs lutilisation des spectromtres infrarou

17、ges ne sont pas inclus dans la prsente Norme internationale. Les mthodes spcifies sont uniquement des mthodes qualitatives. 2 Rfrences normatives Les documents suivants, en totalit ou en partie, sont rfrencs de manire normative dans le prsent document et sont indispensables pour son application. Pou

18、r les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 1407, Caoutchouc Dtermination de lextrait par les solvants ISO 18064, lastomres thermoplastiques Nomenclature et termes abrgs

19、3 Principe 3.1 Analyse par transmission Le matriau extractible est tout dabord prlev dun chantillon de caoutchouc, et le caoutchouc est alors prpar dans des conditions prcises pour spectroscopie sous forme de film polymre brut, pyrolysat vulcanis ou film vulcanis. Le spectre infrarouge est enregistr

20、 et puis interprt par comparaison avec un jeu de spectres types de rfrence. 3.2 Analyse par rflexion Cette technique est directement applicable aux caoutchoucs bruts et aux caoutchoucs vulcaniss ou non. Pour ces deux derniers, la prsence dingrdients organiques ou minraux peut affecter linterprtation

21、 des spectres. ISO 2012 Tous droits rservs 1 ISO 4650:2012(F) 4 Types de caoutchouc 4.1 Gnralits Les deux mthodes sont applicables aux caoutchoucs ltat brut et, lorsquils sont sous la forme de mlange, ltat vulcanis ou non. Elles sont applicables aux types de caoutchoucs suivants, se trouvant seuls o

22、u en mlanges binaires, quand la teneur du composant en plus faible proportion est comprise, en gnral, entre 10 % et 20 % en masse dans le mlange (voir cependant les exceptions en 4.2). 4.1.1 Groupe M 4.1.1.1 Caoutchouc acrylique (ACM): Copolymres dacrylate dthyle (ou dautres acrylates) et une faible

23、 quantit dun monomre qui facilite la vulcanisation. 4.1.1.2 Copolymres dacrylate dthyle (ou dautres acrylates) et dthylne (AEM). 4.1.1.3 Polythylne chlor (CM) et polythylne chlorosulfon (CSM): La mthode ne permet pas de diffrencier le CM du CSM, et ne permet pas de diffrencier les diffrents types de

24、 CSM. 4.1.1.4 Copolymres dthylne et de propylne (EPM) et terpolymre dthylne, de propylne et dun dine (EPDM): Les deux mthodes ne permettent pas de diffrencier les deux types de polymres. Cependant, lexamen du spectre donne quelques informations sur les proportions de lthylne par rapport au propylne.

25、 4.1.1.5 Caoutchoucs fluorocarbons (FKM): Lexamen du pyrolysat peut donner quelques informations sur les diffrentes qualits de caoutchoucs fluorocarbons prsents. 4.1.2 Groupe O 4.1.2.1 Polychloromthyloxyrane (CO): Copolymres doxyde dthylne et de chloromthyloxyrane (ECO) et terpolymres dpichlorhydrin

26、e, doxyde dthylne dther allylique glycidylique (GECO). Lexamen du pyrolysat ne permet pas de distinguer les diffrents types de CO. 4.1.3 Groupe Q 4.1.3.1 Polymthylsiloxane (MQ), polyphnylmthylsiloxane (PMQ) et polymthylfluorosiloxane (FMQ): Lexamen du pyrolysat permet de diffrencier les PMQ des MQ.

27、4.1.4 Groupe R 4.1.4.1 Caoutchouc butadine (BR): Lexamen du pyrolysat ne permet pas de diffrencier des caoutchoucs butadines ayant des proportions diffrentes disomres. Cependant, lexamen dun film de caoutchouc brut permet de donner quelques indications sur la proportion des isomres. 4.1.4.2 Caoutcho

28、uc chloroprne (CR): La mthode ne permet pas de distinguer les diffrents types de CR. 4.1.4.3 Caoutchouc isobutne-isoprne (IIR) et caoutchoucs isobutne-isoprne avec un halogne (BIIR et CIIR) et terpolymre disobutylne, de paramthylstyrne et de bromoparamthylstyrne (BIMS): Dans les conditions utilises

29、pour la mthode, il nest pas possible de distinguer les IIR, BIIR, CIIR et polyisobutnes.2 ISO 2012 Tous droits rservs ISO 4650:2012(F) 4.1.4.4 Caoutchouc naturel (NR) et caoutchouc isoprne synthtique (IR): Le caoutchouc naturel (polyisoprne 1-4 cis), gutta-percha, balata (polyisoprne 1-4 trans) et l

30、e caoutchouc isoprne synthtique, quelle que soit leur microstructure, (1,4-cis, 1,4-trans ou 3,4-) sont inclus dans cette rubrique. 4.1.4.4.1 Lexamen dun film de caoutchouc brut permet didentifier les polyisoprnes 1-4 cis, 1-4 trans et 3-4; pour les caoutchoucs non extraits, il permet de distinguer

31、le caoutchouc naturel du caoutchouc synthtique isoprne 1,4-cis, et les polyisoprnes 1,4-trans naturels de leurs homologues synthtiques. Lexamen dun film obtenu partir de vulcanisat ne fournit aucune information sur la microstructure du polyisoprne, ni sur son origine naturelle ou synthtique. 4.1.4.5

32、 Caoutchouc butadine-nitrile acrylique (NBR): Les mthodes permettent de distinguer les caoutchoucs butadine-nitrile acrylique carboxyls (XNBR) des caoutchoucs butadine-nitrile acrylique hydrogns (HNBR). Les associations de copolymres de butadine et PVC sont incluses. Lexamen du film obtenu du pyroly

33、sat donne quelques indications sur la teneur en acrylonitrile. 4.1.4.6 Caoutchouc butadine-styrne (SBR): Les mthodes permettent de distinguer les caoutchoucs -mthylstyrne-butadine des caoutchoucs styrne-butadine. Les copolymres du styrne et du butadine, ainsi que leurs drivs substitus (par exemple,

34、-mthylstyrne), sont inclus. Lexamen du pyrolysat ne permet pas de distinguer les caoutchoucs polymriss en mulsion de ceux qui sont polymriss en solution. Cependant, lexamen dun spectre permet de donner quelques indications sur la proportion des monomres. 4.1.4.7 Polynorbornne. 4.1.5 Groupe T 4.1.5.1

35、 Caoutchoucs polysulfure. 4.1.6 Groupe U 4.1.6.1 Polyesterurthane (AU) et polytherurthane (EU): Les mthodes couvrent uniquement les polyurthanes malaxables. 4.1.7 Groupe TPE 4.1.7.1 Tel que dfini dans lISO 18064. 4.2 Exceptions pour les mlanges de caoutchoucs 4.2.1 Lanalyse dun caoutchouc thylne-pro

36、pylne mlang avec dautres caoutchoucs prsente des difficults lorsque la teneur en thylne-propylne est infrieure 40 %. 4.2.2 Dans le cas dassociation de caoutchouc thylne-propylne avec des polythylnes chlors et/ou des polythylnes chlorosulfons, les mthodes ne permettent pas de distinguer ces diffrente

37、s qualits entre elles. 4.2.3 Lanalyse dun mlange de caoutchouc naturel et/ou de caoutchouc synthtique polyisoprne et chloroprne peut prsenter des difficults, et lidentification dun ingrdient mineur nest possible que lorsque la teneur est suprieure ou gale 30 % dans le mlange. 4.2.4 Les mthodes ne pe

38、rmettent pas de distinguer un NBR dun mlange NBR/BR ou dun mlange BR, ni de distinguer un SBR dun mlange SBR/BR ou dun mlange SBR. ISO 2012 Tous droits rservs 3 ISO 4650:2012(F) 4.2.5 La prsence de quantits importantes de soufre dans un vulcanisat peut affecter certains groupes caractristiques. 4.2.

39、6 Les mthodes ne permettent pas de distinguer un mlange NBR/PVC dun mlange PVC avec dautres polymres ou additifs halogns. 4.3 Spectres de rfrence Des tableaux de valeurs dabsorption et spectres de rfrences de 4 000 cm 1 600 cm 1pour des caoutchoucs types sont donns dans lAnnexe B. 5 Ractifs 5.1 Azot

40、e, en bouteille sous pression. 5.2 Solvants pour lextraction, choisis pour obtenir lextraction maximale (des solvants de remplacement peuvent tre utiliss condition quil soit dmontr quils ninterfrent pas dans linterprtation du spectre infrarouge): 5.2.1 Mthanol. 5.2.2 Actone. 5.3 Solvants pour la dis

41、solution du caoutchouc et la prparation du film, anhydres et exempts de rsidus (voir ISO 1407): 5.3.1 Chloroforme. 5.3.2 Dichloro-1,2 benzne. 5.4 Sulfate de sodium, anhydre. 5.5 Papier indicateur de pH universel. 6 Appareillage 6.1 Appareil extraction. Lappareil spcifi dans lISO 1407 est satisfaisan

42、t. 6.2 Appareil pyrolyse (voir Figure 1), consistant en un tube de verre A ayant, lintrieur, des pointes pour empcher lchantillon de tomber au fond, et un tube rfrigrant latral. Le tube A a une ouverture rode B qui supporte un petit tube adducteur en verre. Un tube collecteur C est place sous le tub

43、e rfrigrant. Un four lectrique thermorgul D possde un bloc daluminium E avec des trous pour un ou plusieurs tubes A.4 ISO 2012 Tous droits rservs ISO 4650:2012(F) Lgende A tube en verre pour lchantillon B ouverture rode C tube collecteur D four lectrique thermorgul E bloc daluminium, avec des trous

44、pour recevoir les tubes F thermocouple Figure 1 Appareillage pyrolyse temprature contrle 6.3 Pipettes capillaires. 6.4 tuve, pouvant tre maintenue 200 C 5 C. 6.5 Bain deau. 6.6 Lames polies de bromure de potassium. Dautres matriaux de transmission infrarouge peuvent tre utiliss sils prsentent une tr

45、ansmittance suffisante pour les analyses dans une plage de nombre dondes compris entre 4 000 cm 1et 600 cm 1 . 6.7 Agent de filtration, par exemple silice de diatomes ou autre produit similaire. 6.8 Spectromtre infrarouge, soit transforme de Fourier transforme ou de type dispersif, avec une plage de

46、 nombre dondes de 4 000 cm 1 600 cm 1et une rsolution spectrale dau moins 4 cm 1 . 6.9 Accessoire ATR avec un cristal appropri (par exemple diamant, ZnSe ou Ge). ISO 2012 Tous droits rservs 5 ISO 4650:2012(F) 7 Mode opratoire pour examen par spectromtrie infrarouge en utilisant la technique par tran

47、smission 7.1 Mode opratoire pour films de caoutchouc brut mouls ou obtenus partir dune solution 7.1.1 En utilisant un solvant adapt (voir 5.2), extraire une prise dessai dun chantillon de 2 g 5 g conformment au mode opratoire donn dans lISO 1407. 7.1.2 Dissoudre une quantit suffisante du caoutchouc extrait dans un solvant adapt (voir 5.3), temprature ambiante ou reflux, pour obtenir une solution concentre. 7.1.3 Placer quelques gouttes de la solution concentre sur une lame de brom