ISO 9924-1:1993
(Main)Rubber and rubber products — Determination of the composition of vulcanizates and uncured compounds by thermogravimetry — Part 1: Butadiene, ethylene-propylene copolymer and terpolymer, isobutene-isoprene, isoprene and styrene-butadiene rubbers
Rubber and rubber products — Determination of the composition of vulcanizates and uncured compounds by thermogravimetry — Part 1: Butadiene, ethylene-propylene copolymer and terpolymer, isobutene-isoprene, isoprene and styrene-butadiene rubbers
Caoutchouc et produits en caoutchouc — Détermination de la composition des vulcanisats et des mélanges non vulcanisés par thermogravimétrie — Partie 1: Caoutchoucs butadiène, copolymères et terpolymères éthylène-propylène, isobutène-isoprène et butadiène-styrène
General Information
Relations
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INTERNATIONAL
IS0
STANDARD 9924-l
First edition
1993-07-01
Rubber and rubber products -
Determination of the composition of
vulcanizates and uncured compounds by
thermogravimetry -
Part 1:
Butadiene, ethylene-propylene copolymer and
terpolymer, isobutene-isoprene, isoprene and
styrene-butadiene rubbers
Caoutchouc et produits en caoutchouc - D&termination de la
composition des vulcanisats et des melanges non vulcanis& par
thermogravimbtrie -
Partie I: Caoutchoucs butadkne, copolym&es et terpolym&res
&hykne-propylene, isobutkne-isoprkne et butadihne-styr&ne
Reference number
IS0 9924-l :I 993(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 9924=1:1993(E)
F rd
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(I EC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
Committee
International Standard IS0 9924-l was prepared by Technica
ISOfTC 45, Rubber and rubber products.
IS0 9924 consists of the following parts, under the general title Rubber
and rubber products - Determination of the composition of vulcaniza tes
and uncured compounds by thermogravimetry
- Part 1: Butadiene, ethylene-propylene copolymer and terpolymer,
isobutene-isoprene, isoprene and styrene-butadiene rubbers
Acrylonitrile-butadiene, silicone and
- Part 2: halobutyl, polyurethane,
rubbers
sulfide
0 IS0 1993
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or
by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without per-
mission in writing from the publisher,
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Case Postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 9924=1:1993(E)
Determination of the
Rubber and rubber products -
composition of vulcanizates and uncured compounds
by thermogravimetry -
Part 1:
Butadiene, ethylene-propylene copolymer and terpolymer,
isobutene-isoprene, isoprene and styrene-butadiene
rubbers
1.3 The method is not suitable for rubbers contain-
1 Scope
ing polymers which form a carbonaceous residue
during pyrolysis, such as many chlorine- or nitrogen-
containing rubbers.
1.1 This part of IS0 9924 specifies a thermogravi-
1.4 The method is also not suitable for materials
metric method for the determination of total organic
containing additives which cause the formation of
components, carbon black and ash in vulcanizates and
carbonaceous residues during pyrolysis, such as
uncured compounds. The loss of mass at 300 “C is
cobalt and lead salts or phenolic resins.
an approximate guide to the volatile-matter content
of the compound.
I.5 The method is not suitable for compounds con-
taining mineral fillers, such as carbonates or hydrated
aluminium oxides, which decompose in the tempera-
ture ranges of 25 “C to 650 “C or 850 “C. When these
1.2 The method is suitable for rubber compounds
final temperatures must be used, suitable corrections
or vulcanizates containing the following rubbers oc-
based on prior knowledge of filler behaviour at ele-
curring alone or as mixtures:
vated temperatures shall be employed.
a) polyisoprene of natural or synthetic origin;
1.6 The method is not suitable for the determination
of the total polymer content in compounds or
b) polybutadiene;
vulcanizates from which all non-rubber organic matter
cannot be removed by solvent extraction carried out
c) styrene-butadiene copolymers;
in accordance with IS0 1407.
d) isobutylene-isoprene copolymers;
2 Normative reference
e) ethylene-propylene copolymers and related
terpolymers.
The following standard contains provisions which,
through reference in this text, constitute provisions
NOTE I The field of application of the method may be
of this part of IS0 9924. At the time of publication, the
extended to the analysis of compounds containing rubbers
edition indicated was valid. All standards are subject
different from those reported in this subclause, provided
to revision, and parties to agreements based on this
that its applicability is tested beforehand using known
part of IS0 9924 are encouraged to investigate the
compounds or vulcanizates having similar compositions.
possibility of applying the most recent edition of the
Other compounds will be covered in IS0 9924-2.
1
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IS0 9924=1:1993(E)
standard indicated below. Members of IEC and IS0
5 Apparatus
maintain registers of currently valid International
Standards.
51 . Thermogravimetric analyser.
IS0 1407:1992, Rubber - Determination of solvent
There are many types of analyser available commer-
extract.
cially. All should be suitable for use with this part of
IS0 9924, but their suitability shall be checked using
the procedure in clause 6. They shall be calibrated
3 Principle
and operated in accordance with the manufacturer’s
instructions.
3.1 A weighed test portion is heated, following a
The basic components of such an analyser are as fol-
pre-set programme, from 70 “C to 300 “C in a stream
lows:
of nitrogen and is maintained at 300 “C for 10 min.
The loss in mass indicates approximately the total
amount of non-rubber organic matter volatile at
5.1 .l Thermogravimetric balance.
300 “C. In general, this value is not equivalent to the
value of the solvent extract.
5.1.2 Electrically heated, thermo-regulated fur-
nace.
3.2 The furnace temperature is then raised to
550 “C in a stream of nitrogen and maintained at Temperature programmer for the furnace.
5.13
550 “C for 15 min. The organic matter undistilled at
300 “C and the polymer distill off and the loss in mass
5.1.4 Flow-control device, designed to allow either
between 70 “C and 550 “C represents the total
a stream of nitrogen or, alternatively, air or oxygen to
amount of organic matter.
flow through the apparatus at a predetermined and
constant flow rate.
NOTE 2 The total amount of rubber is calculated by sub-
tracting the value of the solvent extract, determined in ac-
5.4.5 X/Y recorder, for recording the temperature/
cordance with IS0 1407, from the total amount of organic
mass plot. Alternatively, temperature/time and
matter, provided that all non-rubber organic matter can be
mass/time plots may be recorded simultaneously us-
extracted.
ing a two-pen y/t recorder.
3.3 The furnace temperature is raised from 550 “C
53.6 Auxiliary equipment, for differentiation, etc.,
see note 3) in a stream of ni-
to 650 “C (or 850 “C -
is useful but not mandatory.
trogen, then the gas is changed from nitrogen to air
or oxygen, or a mixture of nitrogen and air or oxygen,
5.2 Analytical balance, with 0,‘l mg accuracy.
and the temperature is maintained at 650 “C (or
850 “C) for 15 min or until no further mass loss is
observed. The carbon black is burnt off, and the loss
6 Thermogravimetric analyser checks
in mass in the oxidizing atmosphere at 650 “C (or
850 “C) thus represents the amount of carbon black
6.4 Measurement of purge time (t,)
present. Care shall be taken to maintain a balanced
flow of gas throughout the changeover to avoid
buoyancy effects. Place a sample of carbon black or black-filled
6.1.1
rubber of mass in accordance with the manufacturer’s
If graphitic black is present, the temperature is
NOTE 3
instructions in the sample pan of the thermogravi-
raised to 850 “C in order to burn off the black completely.
metric balance (5.1 .I ) and heat to 650 “C in the fur-
nace (5.1.2) in an atmosphere of nitrogen (4.1).
3.4 The residual mass at 650 “C (or 850 “C if
Maintain the temperature at 650 “C, introduce
graphitic black is present) represents the ash. 6.1.2
air or oxygen (4.2) and allow the sample to combust
completely.
4 Reagents
When there is no further mass change, switch
6.1.3
WARNING - All recognized health and safety
off the furnace heater and allow the apparatus to cool
precautions shall be observed when carrying out
to room temperature, but maintain the air or oxygen
924,
the operations specified in this part of IS
flow*
especially when using compressed gases.
.‘I.4 When the temperature of the furnace is back
4.l Dry nitrogen, with an oxygen content of less
to 25 “C & 5 “C, introduce a sample of carbon black
than 10 mg/kg (ppm).
of mass in accordance with the manufacturer’s in-
structions into the balance pan of the preconditioned
4.2 thermogravimetric analyser and close the apparatus.
Dry air or dry oxygen.
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 9924=1:1993(E)
6.1.5 Record the time (t,), switch to a pure-nitrogen 6.2.6 Close the apparatus and purge with a stream
gas flow, and set the furnace temperature to increase of nitrogen at a constant and predetermined flow rate
to 650 “C at as fast a rate as practicable and then re- which is in accordance with the manufacturer’s in-
main constant. structions. Continue purging with nitrogen for a time
which is greater than the purge time (t,) (see 6.1).
6.1.6 Observe the thermogravimetric-analyser mass
6.2.7 Raise the furnace temperature to 800 “C at a
trace and, when this no longer indicates a mass loss
rate of 10 “C/min.
with time, note the time &).
6.2.8 Maintain the furnace temperature at 800 “C
Visually check the sample pan to make sure the car-
until the mass indicated on the temperature/mass (or
bon black is still present since, with some analysers,
mass/time) plot is constant, then lower the furnace
the mass loss may be constant even though all the
temperature to 300 “C.
carbon black has been burned off during the heating
time.
6.2.9 Switch from the stream of nitrogen to a
I
stream of air or oxygen, or partially replace the nitro-
6.l.7 The purge time (t,>, which is the time required
gen by a stream of air or oxygen. Adjust the total flow
to purge all oxygen from the system, is given by the
r
...
NORME
Iso
INTERNATIONALE
9924-1
Première édition
1993-07-01
Caoutchouc et produits en caoutchouc -
Détermination de la composition des
vulcanisats et des mélanges non vulcanisés
par thermogravimétrie -
Partie 1:
Caoutchoucs butadiène, copolymères et
terpolymères éthylène-propylène,
isobutène-isoprène et butadiène-styrène
Rubber and rubber products - Determination of the composition of
vulcanizates and uncured compounds b y thermogravimetry -
Part 1: Butadiene, eth ylene-prop ylene copolymer and terpolymer,
isobutene-isoprene, isoprene and styrene-butadiene rubbers
Numéro de réfbrence
ISO 9924-1:1993(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’elaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comite membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comite technique cree a cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comites membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 9924-l a éte élaborée par le comité techni-
que I SO/TC 45, Élastoméres et produits a base d’élastomères.
L’ISO 9924 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Caoutchouc et produits en caoutchouc - Détermination de la com-
position des vulcanisats et des mélanges non vulcanises par
thermogra vimé trie:
- Partie 1: Caoutchoucs butadiene, copolymères et terpolymères
6th ylene-propylene, isobutène-isoprene et butadiene-s tyrene
- Partie 2: Caoutchoucs acrylonitrile-butadiène, butyl halogéné, po-
lyurethanne, silicone et sulfure
0 ISO 1993
Droits de reproduction reserves. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’editeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genéve 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
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ISO 9924-l :1993(F)
NORME INTERNATIONALE
Caoutchouc et produits en caoutchouc -
Détermination de la composition des vulcanisats et
des mélanges non vulcanisés par
thermogravimétrie -
Partie 1:
Caoutchoucs butadiène, copolymères et terpolymères
éthylène-propylène, isobutène-isoprène et
butadiène-styrène
connus ayant des compositions semblables. D’autres me-
1 Domaine d’application
langes caoutchouc seront traites dans I’ISO 9924-Z.
1.1 La présente partie de I’ISO 9924 prescrit une
1.3 La methode n’est pas applicable aux caout-
méthode pour la détermination par thermogravimétrie
choucs renfermant des polyméres qui forment un ré-
de la totalité des composants organiques, du noir de
sidu charbonneux au cours de la pyrolyse, tels que de
carbone et des cendres, présents dans des
nombreux caoutchoucs renfermant du chlore ou de
vulcanisats et des mélanges non vulcanisés. La perte
l’azote.
de masse à une température de 300 “C donne une
indication approximative du niveau des composants
volatils présents dans le mélange. 1.4 La methode n’est pas non plus applicable aux
materiaux renfermant des additifs qui provoquent la
formation de résidus charbonneux au cours de la
pyrolyse, tels que les sels de cobalt, les sels de plomb
1.2 La methode est applicable à des mélanges ca-
ou les résines phénoliques.
outchouc ou des vulcanisats renfermant les caout-
choucs suivants, seuls ou associés:
1.5 La méthode n’est pas applicable aux mélanges
a) polyisopréne d’origine naturelle ou synthétique;
renfermant des charges minerales telles que des car-
bonates ou des oxydes d’aluminium hydrates qui se
b) polybutadiène;
décomposent aux températures comprises entre
25 OC et 650 “C ou 850 OC. Des lors que cette der-
c) copolyméres styrène-butadiène;
nière température doit être utilisée, des corrections
appropriées doivent être faites, basees sur une
d) copolyméres isobutylene-isoprène;
connaissance préalable du comportement de ces
charges à températures élevees.
e) copolymères éthylène-propylène et terpolyméres
apparentes.
1.6 La méthode n’est pas applicable à la détermi-
NOTE 3 Le domaine d’application de la présente mé-
nation du polymère total pour des mélanges ou des
thode pourra être étendu a l’analyse des mélanges renfer-
vulcanisats dont les composants organiques autres
mant d’autres types de caoutchouc que ceux indiques dans
que le caoutchouc ne peuvent pas être entierement
ce paragraphe, sous reserve de controler au préalable la
validité de la méthode à l’aide de mélanges ou vulcanisats extraits par des solvants conformément à I’ISO 1407.
1
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9924=1:1993(F)
NOTE 3 S’il y a présence de noir graphite, la température
2 Référence normative
est portée a 850 “C afin de brûler entièrement le noir.
La norme suivante contient des dispositions qui, par
suite de la référence qui en est faite, constituent des 3.4 La masse résiduelle à 650 “C (ou à 850 “C s’il y
dispositions valables pour la présente partie de I’ISO a présence de noir graphite) correspond aux cendres.
9924. Au moment de la publication, l’édition indiquée
était en vigueur. Toute norme est sujette a révision
4 Réactifs
et les parties prenantes des accords fondes sur la
présente partie de I’ISO 9924 sont invitees a recher-
AVERTISSEMERIT
cher la possibilité d’appliquer l’édition la plus récente - Prendre toutes les precau-
de la norme indiquée ci-aprés. Les membres de la CEI tions d’hygiène et de sécurité reconnues en effec-
et de I’ISO possèdent le registre des Normes inter- tuant les opérations prescrites dans la présente
nationales en vigueur à un moment donne. partie de I’ISO 9924, notamment lors de I’utili-
sation de gaz comprimés.
ISO 1407:1992, Caoutchouc - Détermination de
l’extrait par les solvants.
4.1 Azote sec, à teneur en oxygène inférieure à
10 mg/kg (ppm).
4.2 Air sec ou oxygène.
3 Principe
5 Appareillage
3.1 Une prise d’essai préalablement pesée est
5.1 Analyseur thermogravimétrique.
chauffee de 70 “C a 300 “C dans un courant d’azote
suivant un programme préétabli, et maintenue a
II existe de nombreux types d’analyseurs disponibles
300 “C durant 10 min. La perte de masse indique la
dans le commerce. Ils devraient tous convenir à une
quantité totale approximative des composants organi-
utilisation conforme à la présente partie de
ques non caoutchouc qui sont volatils à 300 “C. En
I’ISO 9924, mais leur aptitude doit être contrôlée à
règle générale, cette valeur n’est pas égale à la valeur
l’aide du mode opératoire prescrit dans l’article 6. Les
de l’extrait par les solvants.
analyseurs thermogravimétriques doivent en général
être étalonnes et utilises conformément aux instruc-
tions du fabricant.
3.2 La température du four est ensuite portée a
Les cléments principaux d’un tel analyseur sont les
550 “C sous un courant d’azote et maintenue à
suivants:
550 “C durant 15 min. Le composant organique non
distille à 300 “C ainsi que le polymère sont chasses
par distillation et la perte de masse entre 70 “C et 5.1 .l Balance thermogravimétrique.
550 “C correspond à la quantité totale des compo-
sants organiques.
5.1.2 Four à chauffage électrique, à régulation de
température.
NOTE 2 La quantité totale de caoutchouc est calculée en
soustrayant la valeur de l’extrait par les solvants, détermi-
née conformément a I’ISO 1407, de la quantité totale des 5.1.3 Programmateur de température du four.
composants organiques à condition qu’il soit possible d’ex-
traire tous les composants non caoutchouc.
5.1.4 Dispositif, permettant le passage d’un gaz de
balayage constitue soit d’azote, soit alternativement
d’air ou d’oxygène à travers l’appareil à un débit pré-
établi et constant.
3.3 La température du four est portée de 550 “C à
650 “C (ou 850 “C - voir note 3) sous un courant
d’azote, qui est ensuite remplacée par de l’air, de
5.1.5 Enregistreur ~/y, pour enregistrer le trace
l’oxygène, ou un mélange d’azote et d’air ou d’oxy-
température/masse. En
option, des traces
gène. La température est maintenue à 650 “C durant
température/sol; temps et masse/temps peuvent être
15 min ou jusqu’à ce qu’on observe plus aucune perte
enregistres simultanément à l’aide d’un enregistreur
de masse. La combustion du noir de carbone et la
y/t à deux traceurs.
perte de masse dans l’atmosphère oxydante à
650 “C (ou 850 OC) correspondent à la quantité de noir
5.1.6 Eléments auxiliaires, permettant de tracer les
de carbone. II faut veiller à maintenir l’équilibre du
courbes dérivées, etc. utiles mais non obligatoires.
courant de gaz pendant le remplacement d’un gaz par
un autre, pour éviter les effets de poussée
d’Archimede. 5.2 Balance analytique, précise à 0,l mg.
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9924=1:1993(F)
d’effectuer la purge pendant une duree plus lon-
6 Contrôles effectués à l’aide de
gue que le temps de purge déterminé en 6.1,
l’analyseur thermogravimétrique
de disposer d’un appareil étanche,
6.1 Mesurage du temps de purge (t,)
de s’assurer que la conception du four et le debit
du gaz permettent de balayer tout le gaz carboni-
6.1.1 Placer, dans la cellule porte-échantillon de la
que de la chambre renfermant l’échantillon,
balance thermogravimétrique (5.1.1), l’échantillon de
noir de carbone ou de caoutchouc charge de noir dont
il ne devrait pas y avoir de difficultés à différencier le
la masse est conforme aux instructions du fabricant.
noir du carbonate de calcium ni à les mesurer sépa-
Chauffer dans le four (5.1.2) thermorégulé à 650 “C
rement. Afin de contrôler le fonctionnement de I’ana-
sous courant d’azote (4.1).
lyseur thermogravimétrique, effectuer la vérification
suivante.
6.1.2 Maintenir la température à 650 “C, introduire
de l’air (4.2) ou de l’oxygène (4.2) et laisser I’échan- 6.2.2 Broyer ensemble des masses égales (à 1 %
tillon brûler entièrement. près) de carbonate de calcium de qualité analytique
et de noir de carbone de la qualité disponible la plus
pure.
6.1.3 Des lors qu’il ne se produit plus de perte de
masse, éteindre le chauffage du four, laisser refroidir
6.2.3 Purger l’appareil avec de l’azote pendant une
l’appareil à la température ambiante tout en mainte-
duree supérieure à la durée de purge (t,) (voir 6.1).
nant le flux gazeux d’air ou d’oxygène.
6.2.4 Mettre en marche l’enregistreur (5.1.5) et ré-
6.1.4 Une fois la température du four retombée à
gler la température du four à 25 “C + 5 OC.
-
25 “C + 5 OC, introduire, dans la cellule porte-
-
échantillon de la balance de l’analyseur thermogra-
6.2.5 Introduire, dans la cellule porte-échantillon de
vimétrique préconditionné, un échantillon de noir de
la balance de l’analyseur thermogravimétrique, une
carbone de masse conforme aux instructions du fa-
masse du mélange noirlcarbonate de calcium qui est
bricant. Fermer l’appareil.
conforme aux instructions du fabricant.
6.1.5 Enregistrer le temps (t,), régler l’interrupteur
6.2.6 Fermer l’appareil et purger avec un courant
sur un flux d’azote (4.1) et régler la température du
d’azote à debit constant et préétabli conformement
four de façon qu’elle monte jusqu’à 650 “C aussi ra-
aux instructions du fabricant. Poursuivre la purge avec
pidement que possible. Maintenir cette température
de l’azote pendant une duree supérieure au temps de
constante.
purge (t,) (voir 6.1).
6.1.6 Observer la courbe représentant l’évolu
...
NORME
Iso
INTERNATIONALE
9924-1
Première édition
1993-07-01
Caoutchouc et produits en caoutchouc -
Détermination de la composition des
vulcanisats et des mélanges non vulcanisés
par thermogravimétrie -
Partie 1:
Caoutchoucs butadiène, copolymères et
terpolymères éthylène-propylène,
isobutène-isoprène et butadiène-styrène
Rubber and rubber products - Determination of the composition of
vulcanizates and uncured compounds b y thermogravimetry -
Part 1: Butadiene, eth ylene-prop ylene copolymer and terpolymer,
isobutene-isoprene, isoprene and styrene-butadiene rubbers
Numéro de réfbrence
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’elaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comite membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comite technique cree a cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comites membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 9924-l a éte élaborée par le comité techni-
que I SO/TC 45, Élastoméres et produits a base d’élastomères.
L’ISO 9924 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Caoutchouc et produits en caoutchouc - Détermination de la com-
position des vulcanisats et des mélanges non vulcanises par
thermogra vimé trie:
- Partie 1: Caoutchoucs butadiene, copolymères et terpolymères
6th ylene-propylene, isobutène-isoprene et butadiene-s tyrene
- Partie 2: Caoutchoucs acrylonitrile-butadiène, butyl halogéné, po-
lyurethanne, silicone et sulfure
0 ISO 1993
Droits de reproduction reserves. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’editeur.
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NORME INTERNATIONALE
Caoutchouc et produits en caoutchouc -
Détermination de la composition des vulcanisats et
des mélanges non vulcanisés par
thermogravimétrie -
Partie 1:
Caoutchoucs butadiène, copolymères et terpolymères
éthylène-propylène, isobutène-isoprène et
butadiène-styrène
connus ayant des compositions semblables. D’autres me-
1 Domaine d’application
langes caoutchouc seront traites dans I’ISO 9924-Z.
1.1 La présente partie de I’ISO 9924 prescrit une
1.3 La methode n’est pas applicable aux caout-
méthode pour la détermination par thermogravimétrie
choucs renfermant des polyméres qui forment un ré-
de la totalité des composants organiques, du noir de
sidu charbonneux au cours de la pyrolyse, tels que de
carbone et des cendres, présents dans des
nombreux caoutchoucs renfermant du chlore ou de
vulcanisats et des mélanges non vulcanisés. La perte
l’azote.
de masse à une température de 300 “C donne une
indication approximative du niveau des composants
volatils présents dans le mélange. 1.4 La methode n’est pas non plus applicable aux
materiaux renfermant des additifs qui provoquent la
formation de résidus charbonneux au cours de la
pyrolyse, tels que les sels de cobalt, les sels de plomb
1.2 La methode est applicable à des mélanges ca-
ou les résines phénoliques.
outchouc ou des vulcanisats renfermant les caout-
choucs suivants, seuls ou associés:
1.5 La méthode n’est pas applicable aux mélanges
a) polyisopréne d’origine naturelle ou synthétique;
renfermant des charges minerales telles que des car-
bonates ou des oxydes d’aluminium hydrates qui se
b) polybutadiène;
décomposent aux températures comprises entre
25 OC et 650 “C ou 850 OC. Des lors que cette der-
c) copolyméres styrène-butadiène;
nière température doit être utilisée, des corrections
appropriées doivent être faites, basees sur une
d) copolyméres isobutylene-isoprène;
connaissance préalable du comportement de ces
charges à températures élevees.
e) copolymères éthylène-propylène et terpolyméres
apparentes.
1.6 La méthode n’est pas applicable à la détermi-
NOTE 3 Le domaine d’application de la présente mé-
nation du polymère total pour des mélanges ou des
thode pourra être étendu a l’analyse des mélanges renfer-
vulcanisats dont les composants organiques autres
mant d’autres types de caoutchouc que ceux indiques dans
que le caoutchouc ne peuvent pas être entierement
ce paragraphe, sous reserve de controler au préalable la
validité de la méthode à l’aide de mélanges ou vulcanisats extraits par des solvants conformément à I’ISO 1407.
1
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ISO 9924=1:1993(F)
NOTE 3 S’il y a présence de noir graphite, la température
2 Référence normative
est portée a 850 “C afin de brûler entièrement le noir.
La norme suivante contient des dispositions qui, par
suite de la référence qui en est faite, constituent des 3.4 La masse résiduelle à 650 “C (ou à 850 “C s’il y
dispositions valables pour la présente partie de I’ISO a présence de noir graphite) correspond aux cendres.
9924. Au moment de la publication, l’édition indiquée
était en vigueur. Toute norme est sujette a révision
4 Réactifs
et les parties prenantes des accords fondes sur la
présente partie de I’ISO 9924 sont invitees a recher-
AVERTISSEMERIT
cher la possibilité d’appliquer l’édition la plus récente - Prendre toutes les precau-
de la norme indiquée ci-aprés. Les membres de la CEI tions d’hygiène et de sécurité reconnues en effec-
et de I’ISO possèdent le registre des Normes inter- tuant les opérations prescrites dans la présente
nationales en vigueur à un moment donne. partie de I’ISO 9924, notamment lors de I’utili-
sation de gaz comprimés.
ISO 1407:1992, Caoutchouc - Détermination de
l’extrait par les solvants.
4.1 Azote sec, à teneur en oxygène inférieure à
10 mg/kg (ppm).
4.2 Air sec ou oxygène.
3 Principe
5 Appareillage
3.1 Une prise d’essai préalablement pesée est
5.1 Analyseur thermogravimétrique.
chauffee de 70 “C a 300 “C dans un courant d’azote
suivant un programme préétabli, et maintenue a
II existe de nombreux types d’analyseurs disponibles
300 “C durant 10 min. La perte de masse indique la
dans le commerce. Ils devraient tous convenir à une
quantité totale approximative des composants organi-
utilisation conforme à la présente partie de
ques non caoutchouc qui sont volatils à 300 “C. En
I’ISO 9924, mais leur aptitude doit être contrôlée à
règle générale, cette valeur n’est pas égale à la valeur
l’aide du mode opératoire prescrit dans l’article 6. Les
de l’extrait par les solvants.
analyseurs thermogravimétriques doivent en général
être étalonnes et utilises conformément aux instruc-
tions du fabricant.
3.2 La température du four est ensuite portée a
Les cléments principaux d’un tel analyseur sont les
550 “C sous un courant d’azote et maintenue à
suivants:
550 “C durant 15 min. Le composant organique non
distille à 300 “C ainsi que le polymère sont chasses
par distillation et la perte de masse entre 70 “C et 5.1 .l Balance thermogravimétrique.
550 “C correspond à la quantité totale des compo-
sants organiques.
5.1.2 Four à chauffage électrique, à régulation de
température.
NOTE 2 La quantité totale de caoutchouc est calculée en
soustrayant la valeur de l’extrait par les solvants, détermi-
née conformément a I’ISO 1407, de la quantité totale des 5.1.3 Programmateur de température du four.
composants organiques à condition qu’il soit possible d’ex-
traire tous les composants non caoutchouc.
5.1.4 Dispositif, permettant le passage d’un gaz de
balayage constitue soit d’azote, soit alternativement
d’air ou d’oxygène à travers l’appareil à un débit pré-
établi et constant.
3.3 La température du four est portée de 550 “C à
650 “C (ou 850 “C - voir note 3) sous un courant
d’azote, qui est ensuite remplacée par de l’air, de
5.1.5 Enregistreur ~/y, pour enregistrer le trace
l’oxygène, ou un mélange d’azote et d’air ou d’oxy-
température/masse. En
option, des traces
gène. La température est maintenue à 650 “C durant
température/sol; temps et masse/temps peuvent être
15 min ou jusqu’à ce qu’on observe plus aucune perte
enregistres simultanément à l’aide d’un enregistreur
de masse. La combustion du noir de carbone et la
y/t à deux traceurs.
perte de masse dans l’atmosphère oxydante à
650 “C (ou 850 OC) correspondent à la quantité de noir
5.1.6 Eléments auxiliaires, permettant de tracer les
de carbone. II faut veiller à maintenir l’équilibre du
courbes dérivées, etc. utiles mais non obligatoires.
courant de gaz pendant le remplacement d’un gaz par
un autre, pour éviter les effets de poussée
d’Archimede. 5.2 Balance analytique, précise à 0,l mg.
2
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ISO 9924=1:1993(F)
d’effectuer la purge pendant une duree plus lon-
6 Contrôles effectués à l’aide de
gue que le temps de purge déterminé en 6.1,
l’analyseur thermogravimétrique
de disposer d’un appareil étanche,
6.1 Mesurage du temps de purge (t,)
de s’assurer que la conception du four et le debit
du gaz permettent de balayer tout le gaz carboni-
6.1.1 Placer, dans la cellule porte-échantillon de la
que de la chambre renfermant l’échantillon,
balance thermogravimétrique (5.1.1), l’échantillon de
noir de carbone ou de caoutchouc charge de noir dont
il ne devrait pas y avoir de difficultés à différencier le
la masse est conforme aux instructions du fabricant.
noir du carbonate de calcium ni à les mesurer sépa-
Chauffer dans le four (5.1.2) thermorégulé à 650 “C
rement. Afin de contrôler le fonctionnement de I’ana-
sous courant d’azote (4.1).
lyseur thermogravimétrique, effectuer la vérification
suivante.
6.1.2 Maintenir la température à 650 “C, introduire
de l’air (4.2) ou de l’oxygène (4.2) et laisser I’échan- 6.2.2 Broyer ensemble des masses égales (à 1 %
tillon brûler entièrement. près) de carbonate de calcium de qualité analytique
et de noir de carbone de la qualité disponible la plus
pure.
6.1.3 Des lors qu’il ne se produit plus de perte de
masse, éteindre le chauffage du four, laisser refroidir
6.2.3 Purger l’appareil avec de l’azote pendant une
l’appareil à la température ambiante tout en mainte-
duree supérieure à la durée de purge (t,) (voir 6.1).
nant le flux gazeux d’air ou d’oxygène.
6.2.4 Mettre en marche l’enregistreur (5.1.5) et ré-
6.1.4 Une fois la température du four retombée à
gler la température du four à 25 “C + 5 OC.
-
25 “C + 5 OC, introduire, dans la cellule porte-
-
échantillon de la balance de l’analyseur thermogra-
6.2.5 Introduire, dans la cellule porte-échantillon de
vimétrique préconditionné, un échantillon de noir de
la balance de l’analyseur thermogravimétrique, une
carbone de masse conforme aux instructions du fa-
masse du mélange noirlcarbonate de calcium qui est
bricant. Fermer l’appareil.
conforme aux instructions du fabricant.
6.1.5 Enregistrer le temps (t,), régler l’interrupteur
6.2.6 Fermer l’appareil et purger avec un courant
sur un flux d’azote (4.1) et régler la température du
d’azote à debit constant et préétabli conformement
four de façon qu’elle monte jusqu’à 650 “C aussi ra-
aux instructions du fabricant. Poursuivre la purge avec
pidement que possible. Maintenir cette température
de l’azote pendant une duree supérieure au temps de
constante.
purge (t,) (voir 6.1).
6.1.6 Observer la courbe représentant l’évolu
...
Questions, Comments and Discussion
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