1、 中华人民共和国石油化工行业标准 / 塑料超高分子量聚乙烯( ) 材料和制品熔融焓和结晶度及熔融 温度的测定差示扫描量热法() ( ) () 发布实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 前 言 本标准按照/ 给出的规则起草 本标准由中国石油化工集团有限公司提出 本标准由全国塑料标准化技术委员会石化塑料树脂产品分会(/ / )归口 本标准负责起草单位:北京燕山石化高科技术有限责任公司 本标准参加起草单位:上海化工研究院有限公司、中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司研究院、 中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司、沃特世科技(上海)有限公司 本标准主要起草人:郑慧琴、叶纯麟、李震环、侯斌、石洪波、
2、黄鹤柳、沈贤婷、杨胜鹰、段 微微 本标准为首次发布 / 塑料超高分子量聚乙烯( )材料和制品熔融焓和 结晶度及熔融温度的测定差示扫描量热法() 警示:使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验本标准并未指出所有可能的安全问题 使用者有责任采取适当的安全和健康措施并保证符合国家有关法规规定的条件 范围 本标准规定了差示扫描量热法()测定超高分子量聚乙烯()材料和制品熔融焓、 熔融温度的试验方法以及结晶度的计算方法 本标准适用于粉料、成型后的材料、成品或使用过的也适用于经辐照或化学交联的 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文 件凡是不注
3、日期的引用文件其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 / 塑料术语及其定义 / 塑料差示扫描量热法() 第部分:通则 / 塑料差示扫描量热法() 第部分:熔融和结晶温度及热焓的 测定 术语和定义 / 、 / 和 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 结晶度 半结晶聚合物中晶相所占的质量分数 单位用百分数()表示 方法概要 将一种已知质量的放在样品皿中在保护气体下以一定的升温速率加热至熔融终止温 度以上记录熔融温度曲线同时测定样品皿与空白参比皿的热流熔融峰曲线与基线所包围的面积 表示熔融焓用样品质量进行归一化处理再用结晶聚乙烯的理论熔融焓值进行归一化处理即 得到试样的结晶度 仪器和材料 差示
4、扫描量热仪 见/ / 样品皿 铝制样品皿用来装试样和参比样样品皿上压盖并由相同质量的同种材料制成在测量 条件下样品皿不与试样和气氛发生物理或化学变化 分析天平 称量准确度: 注:使用准确度为 的天平时聚乙烯熔融焓的重复性标准偏差为 标准样品 参见/ 附录使用标准样品铟和锡 气源 氮气或其他惰性气体纯度至少 试样 试样可以为粉料、细粒也可为薄膜或薄片的碎片状物推荐细粒粒径尺寸或碎片厚 度不大于 机械加工过程会影响材料的晶体结构如果从大片样品上取样推荐使用干净、锋利 的刀片或其他类似的工具切取薄片不应使用能生热使熔融的工具切取试样也可使用孔 钻或打孔器从膜上切取试样 试样应平整确保与样品皿接触良好
5、 推荐每个测试位置至少取三个样品进行测试 注:样品中需要进行分析的位置定义为“测试位置” 试验条件和试样的状态调节 见/ 第章 校准 见/ 第章 试验步骤 仪器准备 试验前接通仪器电源使其平衡至少 将具有相同质量的两个空样品皿放置在样品支持器上调节到实际测量的条件在要求的温度 范围内 曲线应是一条直线当得不到一条直线时在确认重复性后记录曲线 在整个测试中 测试室内应以干燥的氮气或其他惰性气体在/ / 的流动 速率下吹扫并且所有校准和测试都应使用相同的气体和吹扫速率 / 试样的放置 选择容积适当的样品皿并保证其清洁 用两个相同的样品皿一个作试样皿 (放置试样的样品皿)另一个作参比皿(不放置试样
6、的样品皿) 称量样品皿及盖精确到 将试样放在样品皿内用盖将样品皿密封检查样品皿底部确保其平整如果不平则重新准 备试样 称量放入试样后的样品皿试样质量应在精确到 重复试验的试样之间质 量偏差不大于对于含添加剂的材料或制品试样质量指的是减掉添加剂质量后的聚合物基体 质量 样品皿的放置 用镊子或其他合适的工具将样品皿放入样品支持器中盖上样品支持器的盖确保试样和皿之间、 皿和支持器之间接触良好 试验 将试样在室温下稳定至少 将试样从室温以 / 的升温速率加热至记录第一次升温过程热焓曲线 在该温度下保持如有需要可进行再次冷却加热的循环操作 以 / 的降温速率降至室温保持 重复 记录第二次升温过程热焓曲线
7、 注:第一次升温扫描获得的信息可以说明聚合物经受的热历史(如加工和试样制备)若想得到不受热历史影响的 试样的结晶度可使用第二次升温扫描的结果一般对于原料采用第二次升温对于制品要体现其受加工热历史 的影响多采用第一次升温 试验期间若发现有任何因化学反应造成的重量损失应降低温度上限并应在报告中注明 试验结果 结果计算 在一个加热周期中连接曲线上和对应的点建立一条平直基线如果熔融过程在 没有结束可以将基线向更高的温度方向移动但必须记录此变化 从加热周期中开始到产生热转变焓的熔融吸热曲线下的面积进行积分得到吸热过程的热量 变化用热量除以试样质量得出单位质量试样的熔融焓即试样的熔融焓 结晶度计算见公式(
8、): () 式中: 试样的结晶度单位为百分数() 试样的熔融焓单位为千焦每千克(/ ) 结晶的理论熔融值 / / 注:目前报导新的聚乙烯结晶的理论熔融焓值为 / 以前常用的结晶的理论熔融焓值 为 / 对于含添加剂的材料公式()中的应按公式()计算: 试样实测熔融焓试样基体的质量分数() 试验曲线数据处理得到熔融峰温度()和外推起始温度()的示例如图所示从熔融 峰温度向熔融吸热曲线做切线与基线的交点即为外推起始温度 图 熔融吸热曲线典型图例 注:熔融峰积分区间 该样品的为 为 为 / 结果表示 粉料和细粒试样以第二次升温扫描的三次重复试验平均值为报告结果薄膜或薄片的碎片试样以 第一次升温扫描的三
9、次重复试验平均值为报告结果 熔融焓修约到小数点后两位结晶度修约到小数点后一位外推起始温度和熔融峰温度修约到小 数点后一位 精密度 年对个原料模压样品进行了测定熔融焓和结晶度及外推起始温度和熔融峰 温度的精密度试验结果见表 注:本标准的精密度按/ 进行计算其中为重复性标准偏差 为再现性标准偏差 为重 复性限 为再现性限表中数据只是有限的试验结果并不能覆盖所有材料、批号、试验条件及实验室因此严 格地说不能将其视为判别接收或拒收的依据 附录给出了 ()提及的有关样品的精密度数据以供参考 / 表 个原料模压样品熔融焓和结晶度及外推起始温度和熔融峰温度的精密度 序 号样品参数 实验室 参加数 (个) 平
10、均值 实验室内实验室间 标准偏 差 重复性 限 重复性 变异系数 / () 标准偏 差 再现性 限 再现性变异 系数/ () 熔融焓 / / / / / 结晶度 外推起始温度 熔融峰温度 熔融焓 / / / / / 结晶度 外推起始温度 熔融峰温度 试验报告 试验报告应包括下列内容: )注明参照本标准 )标明试验样品的全部资料信息包括试样形状、制样方式以及材料的热历史 )所用仪器类型 )所用样品皿的类型 )标准样品其特征值及用量 )所用的气体及流速 )试样质量 )升、降温速率 )试验结果应包括熔融焓(/ )和结晶度外推起始温度熔融峰温度如果在积分曲线上 观察到多个峰应分别记录 )试验中的异常情
11、况 )试验日期 / 附录 (资料性附录) 个样品的外推起始温度、熔融峰温度和结晶度的精密度 ()给出了差示扫描量热法()测定个样品的外推起始温 度、熔融峰温度和结晶的的精密度见表 表 国际实验室间相关研究的精密度结果 样品 外推起始 温度() 外推起始温度的 不确定度 熔融峰 温度() 熔融峰温度的 不确定度结晶度() 结晶度的 不确定度 平均值 () ()平均值 () ()平均值 () () 注:表中的和是以标准偏差表示的外推起始温度、熔融峰温度和结晶度三个参数的相对不确定度 对个样品统一模压制样后在世界范围个实验室中开展循环试验( )其中一个实验室的数据由于设备问题而被排除数据的重复性和再
12、现性依据 进行计算 / 参考文献 / 测量方法与结果的准确度第部分:确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法 / 中 华 人 民 共 和 国石 油 化 工 行 业 标 准塑 料 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 （ PE-UHMW）材 料 和 制 品 熔 融 焓 和 结 晶 度 及 熔 融温 度 的 测 定 差 示 扫 描 量 热 法 （ DSC）SH/T 1826 2019*中 国 石 化 出 版 社 出 版 发 行地 址 ： 北 京 市 东 城 区 安 定 门 外 大 街 58 号邮 编 ： 100011 电 话 ： （ 010） 57512500石 化 标 准 编 辑 部 电 话 ： （ 010） 57512453 发 行 部 电 话 ： （ 010） 57512575http:/www.sinopec-E-mail:北 京 艾 普 海 德 印 刷 有 限 公 司 印 刷版 权 专 有 不 得 翻 印*开 本 880 1230 1/16 0.75 印 张 17 千 字2020 年 6 月 第 1 版 2020 年 6 月 第 1 次 印 刷*书 号 ： 155114 1699 定 价 ： 30.00 元 SH/T18262019
