ISO 15512:2016
(Main)Plastics — Determination of water content
Plastics — Determination of water content
1.1 ISO 15512:2016 specifies methods for the determination of the water content of plastics in the form of powder, granules, and finished articles. These methods do not test for water absorption (kinetics and equilibrium) of plastics as measured by ISO 62. Method A is suitable for the determination of water content as low as 0,1 % with an accuracy of 0,1 %. Method B and Method C are suitable for the determination of water content as low as 0,01 % with an accuracy of 0,01 %. Water content is an important parameter for processing materials and has to remain below the level specified in the appropriate material standard. 1.2 Four alternative methods are specified in this International Standard. ? Method A is an extraction method using anhydrous methanol followed by a Karl Fischer titration of the extracted water. It can be used for all plastics and is applicable to granules smaller than 4 mm × 4 mm × 3 mm. The method can also be used for, e.g. prepolymer materials in the form of a powder that are insoluble in methanol. ? Method B1 is a vaporization method using a tube oven. The water contained in the test portion is vaporized and carried to the titration cell by a dry air or nitrogen carrier gas, followed by a Karl Fischer titration of the collected water. It can be used for all plastics and is applicable to granules smaller than 4 mm × 4 mm × 3 mm. ? Method B2 is a vaporization method using a heated sample vial. The water contained in the test portion is vaporized and carried to the titration cell by a dry air or nitrogen carrier gas, followed by a Karl Fischer titration of the collected water. It can be used for all plastics and is applicable to granules smaller than 4 mm × 4 mm × 3 mm. ? Method C is a manometric method. The water content is determined from the increase in pressure, which results when the water is evaporated under a vacuum. This method is not applicable to plastic samples containing volatile compounds, other than water, in amounts contributing significantly to the vapour pressure at room temperature. Checks for the presence of large amounts of volatile compounds are to be carried out periodically, for example by gas chromatography. Such checks are particularly required for new types or grades of material.
Plastiques — Dosage de l'eau
1.1 ISO 15512:2016 spécifie des méthodes pour le dosage de l'eau dans les plastiques sous forme de poudre, de granulés et d'articles finis. Ces méthodes ne contrôlent pas l'absorption d'eau (cinétique et équilibre) des plastiques, cet aspect étant traité dans l'ISO 62. La Méthode A est applicable au dosage de l'eau à des niveaux aussi faibles que 0,1 % avec une précision de 0,1 %. La Méthode B et la Méthode C sont applicables au dosage de l'eau à des niveaux aussi faibles que 0,01 % avec une précision de 0,01 %. La teneur en eau est un paramètre important de la mise en ?uvre des matériaux et il convient qu'elle reste en dessous du niveau spécifié dans la norme de produit appropriée. 1.2 Quatre méthodes possibles sont spécifiées dans la présente Norme internationale. ? La méthode A consiste en une extraction de l'eau à l'aide de méthanol anhydre suivie d'un titrage de l'eau extraite par la méthode de Karl Fischer. Elle peut être utilisée pour tous les plastiques et est applicable aux granulés de moins de 4 mm × 4 mm × 3 mm. Elle peut également être utilisée, par exemple, pour les poudres de prépolymère insolubles dans le méthanol. ? La méthode B1 procède par vaporisation dans un four tubulaire. L'eau contenue dans la prise d'essai est transformée en vapeur, qui est transférée à l'aide d'un gaz vecteur d'air sec ou d'azote dans la cuve de titrage, l'eau recueillie est ensuite titrée par la méthode de Karl Fischer. Cette méthode peut être utilisée pour tous les plastiques et est applicable aux granulés de moins de 4 mm × 4 mm × 3 mm. ? La méthode B2 procède par vaporisation dans un flacon d'échantillon chauffé. L'eau contenue dans la prise d'essai est transformée en vapeur, qui est transférée à l'aide d'un gaz vecteur d'air sec ou d'azote dans la cuve de titrage, l'eau recueillie est ensuite titrée par la méthode de Karl Fischer. Cette méthode peut être utilisée pour tous les plastiques et est applicable aux granulés de moins de 4 mm × 4 mm × 3 mm. ? La méthode C est une méthode manométrique. Le dosage de l'eau se fonde sur l'augmentation de pression après évaporation de l'eau sous vide. Cette méthode n'est pas applicable aux échantillons de plastiques contenant des composés volatils, autres que l'eau, en quantité suffisante pour avoir un effet significatif sur la pression de vapeur à température ambiante. Il convient d'effectuer périodiquement des vérifications de la présence de grandes quantités de composés volatils, par exemple par chromatographie en phase gazeuse. Ces vérifications sont particulièrement nécessaires pour les nouveaux types ou les nouvelles qualités de matériaux.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15512
Fourth edition
2016-10-15
Plastics — Determination of water
content
Plastiques — Dosage de l’eau
Reference number
ISO 15512:2016(E)
©
ISO 2016
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ISO 15512:2016(E)
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ISO 15512:2016(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Method A — Extraction with anhydrous methanol . 1
3.1 Principle . 1
3.2 Reagents. 2
3.3 Apparatus . 2
3.4 Preparation of test sample . 2
3.4.1 Granules or powder . 2
3.4.2 Finished articles . 2
3.5 Procedure . 3
3.5.1 Precautions . 3
3.5.2 Preparation of test portions . 3
3.5.3 Determination . 3
3.6 Expression of results . 3
3.7 Precision . 4
4 Method B1 — Water vaporization using a heating tube oven . 4
4.1 Principle . 4
4.2 Reagents. 4
4.3 Apparatus . 5
4.4 Preparation of test sample . 7
4.5 Procedure . 7
4.5.1 Precautions . 7
4.5.2 Preparation of apparatus . 7
4.5.3 Equipment check . 7
4.5.4 Determination . 8
4.6 Expression of results . 8
4.7 Precision . 9
5 Method B2 — Water vaporization using a heated sample vial . 9
5.1 Principle . 9
5.2 Reagents. 9
5.3 Apparatus .10
5.4 Preparation of test sample .11
5.5 Procedure .12
5.5.1 Preparation of apparatus .12
5.5.2 Equipment check .12
5.5.3 Determination .12
5.6 Expression of results .14
5.7 Precision .14
6 Method C — Manometric method .15
6.1 Principle .15
6.2 Reagents.15
6.3 Apparatus .15
6.4 Preparation of test sample .16
6.5 Procedure .16
6.5.1 Equipment .16
6.5.2 Outgassing .17
6.5.3 Calibration .17
6.5.4 Determination .19
6.6 Expression of results .20
6.7 Precision .20
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ISO 15512:2016(E)
7 Test report .20
Annex A (informative) Alternative sample preparation methods and titration methods .21
Annex B (informative) Selection of the optimum heating temperature for the water
content determination .22
Annex C (normative) Determination of the water content of a water standard .24
Bibliography .25
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ISO 15512:2016(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the World Trade Organization (WTO)
principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword – Supplementary
information
The committee responsible for this document is ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 5, Physical-
chemical properties.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 15512:2014), of which it constitutes a
minor revision to update information in 6.2.1.
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ISO 15512:2016(E)
Introduction
The interlaboratory comparability of the water content determination of plastics is often low. Major
causes for this are the sample packaging, sample handling, and differences between equipment and
settings. Samples have to, e.g. be packed in special glass containers or water barrier sealed bags.
Sample handling is preferably to be carried out in a dry nitrogen or air environment. For improving the
repeatability and reproducibility, the procedure prescribed in this International Standard is intended
to be followed strictly.
The temperature settings for the vaporization method are not specified in this International Standard.
For the manometric method, a temperature of 200 °C is often used. However, for some condensation
materials, this might be too high and could, e.g. cause generation of water due to a condensation
reaction.
The heating temperature has to be optimized concerning the material to be tested, the equipment in
use, and the practical circumstances. If the temperature is too low, the total amount of water in the
material to be tested will not be evaporated completely, whereas too high temperatures cause water
generation due to effects like degradation and condensation reactions.
In this International Standard, a procedure is included for optimization of the heating temperature
in order to choose the correct temperature for the water content determination and to improve the
interlaboratory comparability.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15512:2016(E)
Plastics — Determination of water content
1 Scope
1.1 This International Standard specifies methods for the determination of the water content of plastics
in the form of powder, granules, and finished articles. These methods do not test for water absorption
(kinetics and equilibrium) of plastics as measured by ISO 62.
Method A is suitable for the determination of water content as low as 0,1 % with an accuracy of 0,1 %.
Method B and Method C are suitable for the determination of water content as low as 0,01 % with an
accuracy of 0,01 %.
Water content is an important parameter for processing materials and has to remain below the level
specified in the appropriate material standard.
1.2 Four alternative methods are specified in this International Standard.
— Method A is an extraction method using anhydrous methanol followed by a Karl Fischer titration
of the extracted water. It can be used for all plastics and is applicable to granules smaller than
4 mm × 4 mm × 3 mm. The method can also be used for, e.g. prepolymer materials in the form of a
powder that are insoluble in methanol.
— Method B1 is a vaporization method using a tube oven. The water contained in the test portion is
vaporized and carried to the titration cell by a dry air or nitrogen carrier gas, followed by a Karl
Fischer titration of the collected water. It can be used for all plastics and is applicable to granules
smaller than 4 mm × 4 mm × 3 mm.
— Method B2 is a vaporization method using a heated sample vial. The water contained in the test
portion is vaporized and carried to the titration cell by a dry air or nitrogen carrier gas, followed
by a Karl Fischer titration of the collected water. It can be used for all plastics and is applicable to
granules smaller than 4 mm × 4 mm × 3 mm.
— Method C is a manometric method. The water content is determined from the increase in pressure,
which results when the water is evaporated under a vacuum. This method is not applicable to plastic
samples containing volatile compounds, other than water, in amounts contributing significantly
to the vapour pressure at room temperature. Checks for the presence of large amounts of volatile
compounds are to be carried out periodically, for example by gas chromatography. Such checks are
particularly required for new types or grades of material.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 760, Determination of water — Karl Fischer method (General method)
3 Method A — Extraction with anhydrous methanol
3.1 Principle
A test portion is extracted with anhydrous methanol and the extracted water determined by titration
using the Karl Fischer method.
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ISO 15512:2016(E)
3.2 Reagents
During the analysis, use only reagents of recognized analytical grade.
3.2.1 Titration medium, methanol anhydrous, having a water content less than 0,1 % by mass. Other
solvents can be used if shown to be comparable.
3.2.2 Karl Fischer reagent, with an equivalence factor of approximately 3 mg/ml to 5 mg/ml of water.
When the reagent is prepared, check its equivalence factor as specified in ISO 760.
3.3 Apparatus
Ordinary laboratory apparatus and the following.
3.3.1 Glass flasks, approximately 250 ml capacity, provided with a suitable cap preventing moisture
uptake or release.
3.3.2 Conical titration flasks, approximately 150 ml capacity, with standard ground necks and
provided with ground-glass stoppers.
3.3.3 Reflux condensers, with ground neck capable of being fitted on to the flasks (3.3.2) and on to
the tubes (3.3.4).
3.3.4 Water-absorption tubes with ground joints, containing calcium chloride or other suitable
drying agent.
3.3.5 Heaters, suitable for the conical titration flasks (3.3.2).
3.3.6 Desiccator, containing a suitable desiccant.
3.3.7 Analytical balance, accurate to 0,2 mg.
3.3.8 Karl Fischer apparatus, for determining water content in accordance with ISO 760.
3.4 Preparation of test sample
3.4.1 Granules or powder
Take a representative sample of approximately 100 g. Put the sample into a pre-dried glass flask (3.3.1)
and immediately close it with a stopper.
NOTE It is desirable to pre-dry the container in an oven and then cool it over a suitable desiccant.
3.4.2 Finished articles
Cut or saw the sample into pieces of appropriate size, i.e. having a maximum size of 4 mm × 4 mm × 3 mm.
Proceed quickly to minimize moisture absorption.
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ISO 15512:2016(E)
3.5 Procedure
3.5.1 Precautions
Due to the low quantities of water measured, maximum care shall be exercised at all times to avoid
contaminating the sample with water from the sample container, the atmosphere, or transfer
equipment. Hygroscopic resin samples shall be protected from the atmosphere.
3.5.2 Preparation of test portions
Conduct the test on two test portions from the same sample. Use test portions containing 10 mg to
20 mg of water based on the estimated water content of the sample.
Using modern coulometric Karl Fischer titration instruments test portions containing less than 10 mg
can be applied if the same level of accuracy of results can be achieved.
3.5.3 Determination
Carefully dry the apparatus.
Weigh each test portion to the nearest 1 mg into a conical titration flask (3.3.2) fitted with a ground-
glass stopper. Pipette 50 ml of anhydrous methanol (3.2.1) into the conical flask containing the test
portion. At the same time, pipette 50 ml of anhydrous methanol to another conical flask for a blank test.
Stopper the flasks. Keep the stoppered flasks in the desiccator (3.3.6) pending continuation of the test.
Unstopper the flasks and quickly attach them to reflux condensers (3.3.3) fitted with calcium chloride
tubes (3.3.4). Reflux the contents of the conical flasks for 3 h, then leave them for 45 min to cool to
room temperature. Separate the flasks from the condensers, quickly stopper them, and place them in
the desiccator.
Use the Karl Fischer apparatus (3.3.8) to titrate the contents of each flask with Karl Fischer reagent
(3.2.2).
NOTE Alternative sample preparation methods and titration methods are given in Annex A.
3.6 Expression of results
The water content, w, expressed as a percentage by mass, for each of the two determinations is given by
Formula (1):
VV− ×T
()
12
(1)
w= ×100
m
where
V is the volume, expressed in millilitres, of Karl Fischer reagent used for the determination;
1
V is the volume, expressed in millilitres, of Karl Fischer reagent used for the blank test;
2
T is the water equivalent, expressed in grams of water per millilitre of reagent, of Karl Fischer
reagent;
m is the mass, in grams, of the test portion.
NOTE For some equipment, V might not be available separately but only used for internal calculation of
2
V - V . In this case, the numerator in the formula simplifies to V × T.
1 2
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ISO 15512:2016(E)
The two values for the water content shall not differ by more than 10 % relative or 0,02 % absolute,
whichever is the greater. If the difference is greater, repeat the measurements until acceptable
consecutive values are obtained and discard all unacceptable results.
The result is expressed as the average of these two determinations, rounded to the nearest 0,01 %
by mass.
3.7 Precision
The precision of this test method is not known because interlaboratory data are not available. If and
when interlaboratory data are obtained, a precision statement will be added to a subsequent revision.
For comparison of data between two laboratories, special care needs to be taken on sample packing
and sample handling.
4 Method B1 — Water vaporization using a heating tube oven
4.1 Principle
The sample is weighed then placed in an oven. The water contained in the test portion is vaporized
and carried to the titration cell by a dry nitrogen carrier gas. The water is then titrated using the
coulometric Karl Fischer method. This method is based on the reduction of iodine by sulfur dioxide in
the presence of water to form sulfur trioxide and hydroiodic acid as follows:
I + SO + H O → 2HI + SO
2 2 2 3
Unlike the conventional Karl Fischer reagents that include iodine, the coulometric technique generates
the iodine electrolytically from iodide:
− −
2I → I + 2e
2
with 10,71 C of generating current corresponding to 1 mg of water in accordance with Faraday’s Law.
4.2 Reagents
During the analysis, use only reagents of recognized analytical grade.
4.2.1 Anode solution, containing iodide ions to generate iodine in the reaction mixture, in accordance
with the equipment manufacturer’s instructions.
4.2.2 Cathode solution, containing a suitable salt in methanol (or another suitable organic solvent),
prepared in accordance with the equipment manufacturer’s instructions.
4.2.3 Universal single anode reagent, containing iodide ions to generate iodine in the reaction
mixture, in accordance with the equipment manufacturer’s instructions, for use in a diaphragm-free cell.
NOTE A universal single anode coulometric reagent is applied in diaphragm-free titration cells. Titration
cells with diaphragm require the use of a separate anode and cathode solution.
4.2.4 Neutralization solution, consisting of approximately 4 mg/ml of water in propylene carbonate,
ethylene glycol monomethyl ether (2-methoxyethanol), or methyl cellosolve.
4.2.5 Nitrogen gas (N ), containing less than 5 μg/g of water.
2
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ISO 15512:2016(E)
4.3 Apparatus
Ordinary laboratory apparatus and the following.
4.3.1 Coulometric Karl Fischer titrator, consisting of a control unit and a titration-cell assembly
equipped with a generator cell, with or without diaphragm, dual platinum sensing electrodes, and a
magnetic stirrer (see Figure 1).
The instrument is designed to coulometrically generate iodine that reacts stoichiometrically with the
water present in the cell. The coulombs of electricity required to generate the reagent are converted to
micrograms of water and is given as a direct digital readout.
NOTE A diaphragm-free cell is accurate enough for many applications. However, some applications may
require a diaphragm for the best possible accuracy. This can be checked with the equipment supplier.
4.3.2 Water vaporizer, consisting of an oven capable of heating the sample to at least 300 °C, a heating
tube (see Figure 2), a temperature control unit, a carrier-gas flow meter, and carrier-gas drying tubes
containing desiccant.
4.3.3 Microsyringe, with capacity of 10 μl, calibrated.
4.3.4 Sample boat.
Aluminium foil can be used to hand-fashion a disposable boat large enough to contain the sample and
small enough to fit into the heating tube.
4.3.5 Suitable desiccant, for the carrier-gas drying tubes (4.3.2).
4.3.6 Molecular sieve, pore size 0,3 nm, desiccant for carrier gas.
4.3.7 PTFE sleeves, to be used to maintain the air-tightness of the ground glass joints of the system.
Alternatively, grease, containing little or no water and having low water absorptivity, can be used.
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ISO 15512:2016(E)
Key
1 coulometric Karl Fischer meter 7 oven
2 exhaust gas 8 heating tube
3 titration cell 9 water-absorption tubes (filled with desiccant, for example P O )
2 5
4 titration controller 10 flow meter
5 power supply 11 temperature controller
6 water vaporizer 12 N gas
2
Figure 1 — Flowchart of a system used for the determination of water content using method B1
a) Push-bar type
b) Magnet type
Key
1 sample boat 3 sample-boat inlet
2 sample inlet 4 magnet
Figure 2 — Heating tubes
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ISO 15512:2016(E)
4.4 Preparation of test sample
The test material can be in any form, such as granules, moulding powder, fabricated shapes, or
moulded items.
Cut fabricated shapes and moulded items to a suitable size. Granules shall be smaller than
4 mm × 4 mm × 3 mm.
Take a representative sample of ≤ 10 g. Due to the small size of the sample, care shall be taken to ensure
that it is in fact representative.
4.5 Procedure
4.5.1 Precautions
Due to the low quantities of water measured, maximum care shall be exercised at all times to avoid
contaminating the sample with water from the sample container, the atmosphere, or transfer
equipment. Hygroscopic resin samples shall be protected from the atmosphere.
4.5.2 Preparation of apparatus
Refer to Figure 1 for the following procedure.
Assemble the water vaporizer (4.3.2) and coulometric Karl Fischer titrator (4.3.1) as directed in the
manufacturer’s instructions. Fill the absorption tubes with desiccating agent (4.3.2) as directed in the
manufacturer’s instructions.
Pour approximately 200 ml (adjust for the container size) of the anode solution (4.2.1) into the generator
cell and 10 ml of the cathode solution (4.2.2) into the cathode solution cell (4.3.1). The surface of the
cathode solution shall be below the level of the anode solution to prevent backflow contamination of the
cathode solution.
NOTE A universal single anode coulometric rea
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15512
Quatrième édition
2016-10-15
Plastiques — Dosage de l’eau
Plastics — Determination of water content
Numéro de référence
ISO 15512:2016(F)
©
ISO 2016
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ISO 15512:2016(F)
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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 15512:2016(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Méthode A — Extraction de l’eau au méthanol anhydre . 2
3.1 Principe . 2
3.2 Réactifs . 2
3.3 Appareillage. 2
3.4 Préparation de l’échantillon . 2
3.4.1 Granulés ou poudre . 2
3.4.2 Articles finis . 3
3.5 Mode opératoire . 3
3.5.1 Précautions . 3
3.5.2 Préparation des prises d’essai . 3
3.5.3 Dosage . 3
3.6 Expression des résultats . 3
3.7 Fidélité . 4
4 Méthode B1 — Vaporisation de l’eau dans un four tubulaire . 4
4.1 Principe . 4
4.2 Réactifs . 4
4.3 Appareillage. 5
4.4 Préparation de l’échantillon . 7
4.5 Mode opératoire . 7
4.5.1 Précautions . 7
4.5.2 Préparation de l’appareillage . 7
4.5.3 Vérification de l’équipement . 7
4.5.4 Dosage . 8
4.6 Expression des résultats . 8
4.7 Fidélité . 9
5 Méthode B2 — Vaporisation de l’eau en utilisant une fiole à échantillon chauffée .9
5.1 Principe . 9
5.2 Réactifs . 9
5.3 Appareillage.10
5.4 Préparation de l’échantillon .11
5.5 Mode opératoire .12
5.5.1 Préparation de l’appareillage .12
5.5.2 Vérification de l’équipement .12
5.5.3 Dosage .12
5.6 Expression des résultats .14
5.7 Fidélité .15
6 Méthode C — Méthode manométrique .15
6.1 Principe .15
6.2 Réactifs .15
6.3 Appareillage.15
6.4 Préparation de l’échantillon .16
6.5 Mode opératoire .16
6.5.1 Équipement .16
6.5.2 Purge .18
6.5.3 Étalonnage .18
6.5.4 Dosage .19
6.6 Expression des résultats .20
6.7 Fidélité .20
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ISO 15512:2016(F)
7 Rapport d’essai .21
Annexe A (informative) Autres méthodes de préparation des échantillons et de titrage .22
Annexe B (informative) Sélection de la température de chauffage optimale pour le dosage
de l’eau .24
Annexe C (normative) Dosage de l’eau contenue dans un étalon d’eau .26
Bibliographie .27
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ISO 15512:2016(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’Organisation
mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien
suivant: www.iso.org/iso/fr/foreword.html.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 5,
Propriétés physiques.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 15512:2014), dont elle constitue
une révision mineure avec mise à jour du paragraphe 6.2.1.
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ISO 15512:2016(F)
Introduction
La comparabilité interlaboratoires concernant des résultats de dosage de l’eau dans les plastiques est
souvent médiocre. Les principales causes à cela sont l’emballage et la manipulation des échantillons
ainsi que les différences entre les équipements et les réglages. Il est recommandé par exemple d’emballer
les échantillons dans des récipients en verre spéciaux ou des sachets étanches à l’eau. Il convient que
la manipulation des échantillons soit réalisée dans un environnement sec sous azote ou sous air. Afin
d’améliorer la répétabilité et la reproductibilité, il convient de suivre strictement le mode opératoire
spécifié dans la présente Norme internationale.
Les réglages de température prévus pour la méthode de vaporisation ne sont pas spécifiés dans la
présente Norme internationale. Concernant la méthode manométrique, une température de 200 °C est
souvent utilisée. Cependant, pour certains condensats, il est possible que cette température soit trop
élevée et qu’elle provoque, par exemple, la génération d’eau en raison d’une réaction de condensation.
Il convient d’optimiser la température de chauffage vis-à-vis du matériau devant être soumis à essai,
de l’équipement utilisé et des circonstances réelles. Si la température est trop basse, la quantité totale
d’eau dans le matériau devant être soumis à essai ne s’évaporera pas complètement, alors que des
températures trop élevées provoquent la génération d’eau en raison d’effets comme des réactions de
dégradation et de condensation.
Dans la présente Norme internationale, un mode opératoire est inclus pour une optimisation de la
température de chauffage, de manière à choisir la température appropriée pour le dosage de l’eau et à
améliorer la comparabilité interlaboratoires.
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NORME INTERNATIONALE ISO 15512:2016(F)
Plastiques — Dosage de l’eau
1 Domaine d’application
1.1 La présente Norme internationale spécifie des méthodes pour le dosage de l’eau dans les plastiques
sous forme de poudre, de granulés et d’articles finis. Ces méthodes ne contrôlent pas l’absorption d’eau
(cinétique et équilibre) des plastiques, cet aspect étant traité dans l’ISO 62.
La Méthode A est applicable au dosage de l’eau à des niveaux aussi faibles que 0,1 % avec une précision
de 0,1 %. La Méthode B et la Méthode C sont applicables au dosage de l’eau à des niveaux aussi faibles
que 0,01 % avec une précision de 0,01 %.
La teneur en eau est un paramètre important de la mise en œuvre des matériaux et il convient qu’elle
reste en dessous du niveau spécifié dans la norme de produit appropriée.
1.2 Quatre méthodes possibles sont spécifiées dans la présente Norme internationale.
— La méthode A consiste en une extraction de l’eau à l’aide de méthanol anhydre suivie d’un titrage
de l’eau extraite par la méthode de Karl Fischer. Elle peut être utilisée pour tous les plastiques et
est applicable aux granulés de moins de 4 mm × 4 mm × 3 mm. Elle peut également être utilisée, par
exemple, pour les poudres de prépolymère insolubles dans le méthanol.
— La méthode B1 procède par vaporisation dans un four tubulaire. L’eau contenue dans la prise d’essai
est transformée en vapeur, qui est transférée à l’aide d’un gaz vecteur d’air sec ou d’azote dans la cuve
de titrage, l’eau recueillie est ensuite titrée par la méthode de Karl Fischer. Cette méthode peut être
utilisée pour tous les plastiques et est applicable aux granulés de moins de 4 mm × 4 mm × 3 mm.
— La méthode B2 procède par vaporisation dans un flacon d’échantillon chauffé. L’eau contenue dans
la prise d’essai est transformée en vapeur, qui est transférée à l’aide d’un gaz vecteur d’air sec ou
d’azote dans la cuve de titrage, l’eau recueillie est ensuite titrée par la méthode de Karl Fischer.
Cette méthode peut être utilisée pour tous les plastiques et est applicable aux granulés de moins de
4 mm × 4 mm × 3 mm.
— La méthode C est une méthode manométrique. Le dosage de l’eau se fonde sur l’augmentation de
pression après évaporation de l’eau sous vide. Cette méthode n’est pas applicable aux échantillons
de plastiques contenant des composés volatils, autres que l’eau, en quantité suffisante pour avoir
un effet significatif sur la pression de vapeur à température ambiante. Il convient d’effectuer
périodiquement des vérifications de la présence de grandes quantités de composés volatils, par
exemple par chromatographie en phase gazeuse. Ces vérifications sont particulièrement nécessaires
pour les nouveaux types ou les nouvelles qualités de matériaux.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont références de façon normative dans le présent document
sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 760, Dosage de l’eau — Méthode de Karl Fischer (Méthode générale)
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ISO 15512:2016(F)
3 Méthode A — Extraction de l’eau au méthanol anhydre
3.1 Principe
Une prise d’essai est extraite par du méthanol anhydre et l’eau extraite est dosée par titrage en utilisant
la méthode de Karl Fischer.
3.2 Réactifs
Au cours de l’analyse, utiliser exclusivement des réactifs de qualité analytique reconnue.
3.2.1 Milieu de titrage, méthanol anhydre dont la teneur en eau est inférieure à 0,1 % en masse.
D’autres solvants peuvent être utilisés s’il est démontré qu’ils possèdent des propriétés comparables.
3.2.2 Réactif de Karl Fischer, ayant un équivalent en eau d’environ 3 mg/ml à 5 mg/ml. Une fois le
réactif préparé, vérifier son équivalent en eau comme spécifié dans l’ISO 760.
3.3 Appareillage
Matériel courant de laboratoire et ce qui suit:
3.3.1 Flacons en verre, de 250 ml de capacité environ, fournis avec un bouchon adéquat pour éviter
l’absorption ou la perte d’humidité.
3.3.2 Fioles coniques de titrage, de 150 ml de capacité environ, à col normal rodé et bouchon en
verre rodé.
3.3.3 Réfrigérants à reflux, à col rodé, pouvant être adaptés sur les fioles (3.3.2) et sur les tubes (3.3.4).
3.3.4 Tubes déshydratants à joints rodés, contenant du chlorure de calcium ou un autre agent
déshydratant approprié.
3.3.5 Système de chauffage, adapté aux fioles coniques de titrage (3.3.2).
3.3.6 Dessiccateur, contenant un agent déshydratant approprié.
3.3.7 Balance analytique, précise à 0,2 mg.
3.3.8 Appareil de Karl Fischer, pour le dosage de l’eau conformément à l’ISO 760.
3.4 Préparation de l’échantillon
3.4.1 Granulés ou poudre
Prendre un échantillon représentatif d’environ 100 g. Placer l’échantillon dans un flacon en verre (3.3.1)
préalablement séché et fermer le flacon immédiatement au moyen d’un bouchon.
NOTE Il est souhaitable d’étuver le récipient au préalable, puis de le laisser refroidir au-dessus d’un agent
déshydratant approprié.
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3.4.2 Articles finis
Découper l’échantillon au couteau ou à la scie en morceaux d’une taille convenable, c’est-à-dire de
dimensions maximales 4 mm × 4 mm × 3 mm. Procéder rapidement pour réduire au minimum
l’absorption d’humidité.
3.5 Mode opératoire
3.5.1 Précautions
Étant donnée la faible quantité d’eau dosée, un soin particulier de tous les instants doit être apporté pour
éviter la contamination de l’échantillon par l’eau du flacon d’échantillonnage, de l’atmosphère ou des
appareils de transfert. Les échantillons de résine hygroscopique doivent être protégés de l’atmosphère.
3.5.2 Préparation des prises d’essai
Effectuer les essais sur deux prises d’essai provenant du même échantillon. Utiliser des prises d’essai
contenant 10 mg à 20 mg d’eau en fonction de la teneur présumée en eau de l’échantillon.
En utilisant des instruments de titrage coulométrique Karl Fischer modernes, des prises d’essai
contenant moins de 10 mg peuvent être utilisées si le niveau de précision des résultats peut être atteint.
3.5.3 Dosage
Sécher avec soin l’appareillage.
Peser chaque prise d’essai à 1 mg près dans une fiole conique de titrage (3.3.2) avec un bouchon en
verre rodé. À l’aide d’une pipette, ajouter 50 ml de méthanol anhydre (3.2.1) dans la fiole conique
contenant la prise d’essai. Ajouter simultanément à l’aide d’une pipette 50 ml de méthanol anhydre dans
une autre fiole conique pour un essai à blanc. Boucher les fioles. Conserver les fioles bouchées dans le
dessiccateur (3.3.6) en attendant de continuer l’essai.
Déboucher les fioles et les raccorder rapidement aux réfrigérants à reflux (3.3.3) munis de tubes
contenant du chlorure de calcium (3.3.4). Faire bouillir le contenu des fioles coniques avec reflux
pendant 3 h, puis les laisser refroidir pendant 45 min jusqu’à la température ambiante. Déconnecter les
fioles des réfrigérants, les reboucher rapidement et les replacer dans le dessiccateur.
Utiliser l’appareil de Karl Fischer (3.3.8) pour titrer le contenu de chaque fiole à l’aide du réactif de Karl
Fischer (3.2.2).
NOTE D’autres méthodes de préparation des échantillons et de titrage sont décrites dans l’Annexe A.
3.6 Expression des résultats
La teneur en eau, w, exprimée en pourcentage en masse, pour chacun des deux dosages est donnée par
la Formule (1):
VV− ×T
()
12
w= ×100 (1)
m
où
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ISO 15512:2016(F)
V est le volume, en millilitres, de réactif de Karl Fischer utilisé pour le dosage;
1
V est le volume, en millilitres, de réactif de Karl Fischer utilisé pour l’essai à blanc;
2
T est l’équivalent en eau du réactif de Karl Fischer, exprimé en grammes d’eau par millilitre de
réactif;
m est la masse, en grammes, de la prise d’essai.
NOTE Sur certains équipements, V peut ne pas être donné individuellement, mais uniquement utilisé pour
2
le calcul interne de V - V . Dans ce cas, le numérateur de la formule est simplifié et devient V × T;
1 2
Les deux valeurs de teneur en eau ne doivent pas différer de plus de la plus grande des deux valeurs
suivantes: 10 % en valeur relative ou 0,02 % en valeur absolue. Dans le cas contraire, répéter les
mesurages jusqu’à ce que des valeurs consécutives acceptables soient obtenues et rejeter tous les
résultats inacceptables.
Le résultat s’exprime sous la forme d’une moyenne des deux dosages, arrondie à 0,01 % en masse près.
3.7 Fidélité
La fidélité de cette méthode d’essai n’est pas connue car des données interlaboratoires ne sont pas
disponibles. Dès que des données interlaboratoires auront été obtenues, une déclaration de fidélité sera
ajoutée lors d’une prochaine révision.
Afin de pouvoir comparer les données entre deux laboratoires, il est essentiel d’accorder une attention
particulière à l’emballage et à la manipulation des échantillons.
4 Méthode B1 — Vaporisation de l’eau dans un four tubulaire
4.1 Principe
Une prise d’essai est pesée puis placée dans un four. L’eau contenue dans la prise d’essai est transformée
en vapeur, qui est transférée à l’aide d’un gaz vecteur d’azote sec dans la cuve de titrage. L’eau est alors
dosée au moyen de la méthode coulométrique de Karl Fischer. Cette méthode est fondée sur la réduction
de l’iode par le dioxyde de soufre en présence d’eau pour former du trioxyde de soufre et de l’acide
iodhydrique:
I + SO + H O → 2HI + SO
2 2 2 3
À la différence de la méthode de Karl Fischer classique où les réactifs contiennent de l’iode, la technique
coulométrique génère l’iode de façon électrolytique à partir de l’ion iodure:
− −
2I → I + 2e
2
avec un flux électrique de 10,71 C correspondant à 1 mg d’eau selon la loi de Faraday.
4.2 Réactifs
Au cours de l’analyse, utiliser exclusivement des réactifs de qualité analytique reconnue.
4.2.1 Solution anodique, contenant des ions iodure pour former de l’iode dans le mélange réactif,
selon les instructions du fabricant de l’équipement.
4.2.2 Solution cathodique, contenant un sel approprié dans du méthanol (ou un autre solvant
organique approprié), préparée selon les instructions du fabricant de l’équipement.
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ISO 15512:2016(F)
4.2.3 Réactif simple anode universel, contenant des ions iodure pour former de l’iode dans le
mélange réactif, selon les instructions du fabricant de l’équipement, à utiliser lorsqu’une cuve de titrage
sans membrane est utilisée.
NOTE Un réactif coulométrique simple anode universel est utilisé dans les cuves de titrage sans membrane.
Les cuves de titrage comportant une membrane nécessitent d’utiliser des solutions anodique et cathodique
distinctes.
4.2.4 Solution de neutralisation, constituée environ de 4 mg/ml d’eau dans du carbonate de
propylène, éther monométhylique d’éthylène glycol 2-méthoxy-éthanol ou méthylcellosolve.
4.2.5 Azote gazeux (N ), contenant moins de 5 µg/g d’eau.
2
4.3 Appareillage
Matériel courant de laboratoire et ce qui suit:
4.3.1 Appareil coulométrique de Karl Fischer, se composant d’une unité de commande et d’un
ensemble de titrage constitué d’une cuve génératrice avec ou sans membrane, d’une électrode double en
platine et d’un agitateur mécanique (voir Figure 1).
Cet appareil est conçu pour générer par voie coulométrique l’iode qui va réagir stœchiométriquement
avec l’eau présente dans la cuve. Les coulombs de flux électrique nécessaires pour générer le réactif
sont convertis en microgrammes d’eau, la lecture se faisant directement sur un cadran numérique.
NOTE Une cuve sans membrane est suffisamment précise pour de nombreuses applications. Cependant,
vérifier auprès du fournisseur de l’équipement si l’application considérée nécessite une membrane. Une cuve
équipée d’une membrane est recommandée si la meilleure précision possible est requise.
4.3.2 Évaporateur d’eau, se composant d’un four capable de chauffer l’échantillon à au moins 300 °C,
d’un tube chauffé (voir Figure 2), d’un thermostat, d’un débitmètre pour mesurer le débit de gaz vecteur
et de tubes déshydratant pour le gaz vecteur contenant l’agent déshydratant.
4.3.3 Microseringue, ayant une capacité de 10 µl, étalonnée.
4.3.4 Nacelle
Une feuille d’aluminium peut être utilisée pour façonner une nacelle jetable, de taille suffisamment
grande pour contenir l’échantillon et suffisamment petite pour être logée dans le tube chauffé.
4.3.5 Agent déshydratant approprié, destiné aux tubes déshydratants pour le gaz vecteur (4.3.2).
4.3.6 Tamis moléculaire, ayant un diamètre de pores de 0,3 nm, agent déshydratant pour le gaz
vecteur.
4.3.7 Manchons en PTFE, à utiliser pour préserver l’étanchéité à l’air des joints en verre rodé du
système.
...
Questions, Comments and Discussion
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