ISO 15512:2014

Plastics - Determination of water content

ISO 15512:2014 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 %.

Plastiques — Dosage de l'eau

L'ISO 15512:2014 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 %.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 15-Sep-2014
• Withdrawal Date: 15-Sep-2014
• ICS: 83.080.01 - Plastics in general
• Technical Committee: ISO/TC 61/SC 5 - Physical-chemical properties
• Drafting Committee: ISO/TC 61/SC 5/WG 11 - Analytical methods
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 06-Oct-2016
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidates: ISO 14673-2:2004 - Milk and milk products - Determination of nitrate and nitrite contents - Part 2: Method using segmented flow analysis (Routine method)
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Consolidated By: ISO 11607-1:2019 - Packaging for terminally sterilized medical devices - Part 1: Requirements for materials, sterile barrier systems and packaging systems
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revised: ISO 15512:2016 - Plastics - Determination of water content
• Effective Date: 05-Nov-2015
• Revises: ISO 15512:2008 - Plastics - Determination of water content
• Effective Date: 16-Jun-2012

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15512
Third edition
2014-09-15
Plastics — Determination of water
content
Plastiques — Dosage de l’eau
Reference number
©
ISO 2014
© ISO 2014
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Published in Switzerland
ii © ISO 2014 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
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
3.5 Procedure . 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
4.6 Expression of results . 8
4.7 Precision . 8
5 Method B2 — Water vaporization using a heated sample vial . 9
5.1 Principle . 9
5.2 Reagents. 9
5.3 Apparatus . 9
5.4 Preparation of test sample .11
5.5 Procedure .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
6.6 Expression of results .20
6.7 Precision .20
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
Foreword
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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
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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
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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 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 third edition cancels and replaces the second edition (ISO 15512:2008), which has been technically
revised with the following changes:
a) the Introduction has been revised;
b) the Scope has been revised, i.e. four alternative methods are specified for the determination of
water content;
c) the apparatus in use for Method A has been updated;
d) a precision statement for Method A has been added;
e) a new Method B2 has been added (Clause 5);
f) Method C has been revised (Clause 6);
g) a new informative annex on alternative sample preparation methods and titration methods has
been added (Annex A);
h) a new normative annex on the determination of the water content of a water standard has been
added (Annex C).
iv © ISO 2014 – All rights reserved

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 prescribed procedure in this International Standard has 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.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 15512:2014(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.
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.
2 © ISO 2014 – All rights reserved

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
()
w= ×100 (1)
m
where
V is the volume, expressed in millilitres, of Karl Fischer reagent used for the determination;
V is the volume, expressed in millilitres, of Karl Fischer reagent used for the blank test;
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
V - V . In this case, the numerator in the formula simplifies to V × T.
1 2
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
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.
4 © ISO 2014 – All rights reserved

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, check with the equipment
supplier to verify whether your applications require a diaphragm. A cell with a diaphragm is recommended if the
best possible accuracy is required.
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.
Key
1 coulometric Karl Fischer meter 6 water vaporizer 10 flow meter
2 exhaust gas 7 oven 11 temperature controller
3 titration cell 8 heating tube 12 N gas
4 titration controller 9 water-absorption tubes (filled
with desiccant, for example P O )
2 5
5 power supply
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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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 reagent is applied in diaphragm-free titration cells. Titration
cells with diaphragm require the use of a separate anode and cathode solution.
Turn the cell power switch on. If the cell potential shows a negative value, indicating that the anode
solution contains an excess of iodine, add 50 μl to 200 μl of the neutralization solution (4.2.4).
Disconnect the tube connecting the vaporizer unit to the titration cell. Set the carrier gas flow to
200 ml/min to 300 ml/min and heat the oven to the desired temperature to remove any residual water
from the vaporizer (4.3.2).
Lift the titration cell and agitate the solution by gently swirling the cell to remove any residual water
from the walls. Stir the solution for a minute in the “TITRATION” mode to dry and stabilize the inner
atmosphere.
Reconnect the tube from the vaporizer unit to the titration cell. Keep the carrier-gas flow on during the
whole titration. The instrument is then ready for sample analysis.
4.5.3 Equipment check
To check if the coulometric Karl Fischer titrator is functioning properly, carry out a determination with
a known amount of water as follows. With the analyser stabilized and in the “READY” position, press the
start switch and carefully inject 5 µl of distilled water into the cell using a 10 µl syringe (4.3.3). When
the “END” light comes on, record the reading. This reading should be (5 000 ± 250) µg.
To check if the whole system is functioning properly, carry out a determination with 50 mg of sodium
tartrate dihydrate (Na C H O ·2H O) at 150 °C. Follow 4.5.4 to measure the quantity of water contained
2 4 4 6 2
in the sodium tartrate dihydrate. The result should be (15,6 ± 0,5) %.
4.5.4 Determination
Heat the oven to the desired temperature and place the sample boat (4.3.4) in the heating tube and push
it into the oven to dry and also to back purge any residual water contained in the sample-boat inlet.
NOTE 1 For the heating temperature, refer to the material standard. Since the heating temperature is also
dependent on equipment used and the practical circumstances, the heating temperature has to be optimized
using the method described in Annex B. If the heating temperature is not mentioned in the material standard or
if there is no material standard, then use the method mentioned in Annex B to determine the optimum heating
temperature.
After a few minutes, move the sample boat to the sample inlet port and allow it to cool.
Weigh a test portion of the sample (4.4) directly into the sample boat (which will have to be removed
from the heating tube for this purpose) or on to a piece of aluminium foil (see Note 2). Appropriate sizes
of test portion are given in Table 1.
NOTE 2 If the sample boat is made of glass or another material which is not designed to be discarded after use,
a piece of aluminium foil can be wrapped around the test portion to prevent the test portion from sticking to the
boat when it melts. Wrapping the test portion in this way will also prevent it from scattering during introduction
into the sample boat.
If the test portion was weighed directly into the sample boat, place the sample boat back into the heating
tube as quickly as possible. If the test portion was weighed on to a piece of aluminium foil, wrap it, and
introduce it, again as quickly as possible, into the sample boat either through the sample inlet or the
sample-boat inlet.
Table 1 — Recommended mass of test portion
Expected water content Mass of test portion
w m
% by mass g
w > 1 0,2 > m ≥ 0,1
1 ≥ w > 0,5 0,4 > m ≥ 0,2
0,5 ≥ w > 0,1 1 > m ≥ 0,4
0,1 ≥ w m ≥ 1
Verify that the instrument is in the “READY” status. Press the “START” key. Move the sample boat into
the oven (see Figure 2). Allow the titration to proceed until the “END” light comes on and then record the
instrument reading in micrograms.
4.6 Expression of results
Calculate the water content, w, in the test portion, expressed as a percentage by mass by using Formula (2):
m
−4
water
w = ×10 (2)
m
test portion
where
m is the mass of water found in the test portion, in micrograms;
water
m is the mass of the test portion, in grams.
test portion
4.7 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.
8 © ISO 2014 – All rights reserved

For comparison of data between two laboratories, special care needs to be taken on sample packing and
sample handling.
5 Method B2 — Water vaporization using a heated sample vial
5.1 Principle
The sample is weighed into a sample vial and 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
with 10,71 C of generating current corresponding to 1 mg of water in accordance with Faraday’s Law.
5.2 Reagents
Only reagents of recognized analytical grade shall be used.
5.2.1 Anode solution, containing iodide ions to generate iodine in the reaction mixture, in accordance
with the equipment manufacturer’s instructions.
5.2.2 Cathode solution, containing a suitable salt in methanol (or another suitable organic solvent),
prepared in accordance with the equipment manufacturer’s instructions.
5.2.3 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.
5.2.4 Titration medium, methanol, anhydrous, having a water content <0,1 % by mass. Other solvents
can be used if shown to be comparable.
5.2.5 Water standard 1 %, inorganic substance, water content 1 % (m/m), every lot individually
certified.
NOTE The water content can be verified with the method given in Annex C.
3 3
5.2.6 Nitrogen gas (N ), flow of ≥60 cm /min and preferably containing less than 1 mg/m of water
(dew point −80 °C).
3 3
NOTE 1 A nitrogen flow of 60 cm /min with a water concentration of 1 mg/m corresponds with a water
contribution to the titration cell of 0,06 μg H O/min.
NOTE 2 For some equipment, a nitrogen flow of ≤60 cm /min can cause a failure.
5.3 Apparatus
Ordinary laboratory apparatus and the following:
5.3.1 Coulometric Karl Fischer titrator, consisting of a control unit and a titration-cell assembly
equipped with a diaphragm-free generator electrode, dual platinum sensing electrodes, and a magnetic
stirrer.
The instrument is designed to coulometrically generate iodine, which reacts stoichiometrically with
the water present in the cell. The number of coulombs of electricity required to generate the reagent
are converted to micrograms of water, presented as a direct digital readout. Adjust the instrument to a
start criterion of <20 μg H O/min and a stop criterion of <5 μg H O/min. Adjust the integration time for
2 2
both criteria to 60 s.
The coulometric Karl Fischer titrator is schematically shown in Figure 3.
NOTE 1 A diaphragm-free cell is accurate enough for many applications. A cell with a diaphragm is recommended
if the best possible accuracy is required.
NOTE 2 The start criterion of <20 μg H O/min and the stop criterion of <5 μg H O/min are default values
2 2
and applicable for most plastics. In case of analysing low concentrations of water, these values might need to be
reduced.
NOTE 3 An integration time of 60 s showed to be a suitable starting point for both start and stop criterion.
5.3.2 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.
5.3.3 Molecular sieve, pore size 0,3 nm, desiccant for carrier gas.
5.3.4 Water vaporizer, consisting of an oven or a heating device capable of heating a test portion in
a sample vial (5.3.5) to at least 300 °C, a temperature control unit, carrier gas, drying tubes containing a
molecular sieve, and a carrier gas flow meter.
5.3.5 Sample vials, glass, to be used in the water vaporizer.
The sample vials are dried in a drying oven and kept dry in a desiccator. Sample vials with a capacity of
6 ml are recommended.
5.3.6 Aluminium crimp caps, equipped with a silicone septum, to be used with sample vials.
The crimp caps are dried in a drying oven and kept in a desiccator. Other suitable caps can also be used.
5.3.7 Analytical balance, accurate to 0,1 mg.
5.3.8 Drying oven, temperature 105 °C.
5.3.9 Desiccator, containing an efficient desiccant.
5.3.10 Glass flasks, approximately 250 ml capacity, provided with a suitable cap preventing moisture
uptake and release.
5.3.11 Aluminium foil seal bags, approximately 250 g capacity, or other suitable storage container
preventing moisture uptake and release.
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Key
1 nitrogen supply 7 titration vessel
2 molecular sieve 8 dual platinum electrode
3 oven sample processor 9 generator electrode
4 water vaporizer oven 10 piston burette
5 sample vial 11 universal reagent
6 absorber tube 12 coulometric Karl Fischer titrator
Figure 3 — System setup for the determination of water according to method B2 — Schematic
5.4 Preparation of test sample
The absolute amount of water to be determined is in most cases very low. Therefore, maximum care
shall be taken to avoid contaminating the sample with water from the sample container, the atmosphere,
sample transfer, and/or equipment.
Dry the glass flasks (5.3.10) and the aluminium foil seal bags (5.3.11) at a temperature of 105 °C in a
drying oven (5.3.8) for 1 h. Cool and store in a desiccator (5.3.9).
Take a representative test sample of ≥100 g, bring this in a dry glass flask or a dry aluminium seal bag
and immediately close the glass flask or seal the bag. Store the sample in a desiccator.
The test sample can be in any form, such as granules, moulding powder, fabricated shapes, or moulded
items. Granules shall be approximately 4 mm × 4 mm × 3 mm. Other samples shall be cut to approximately
the same size as granules.
5.5 Procedure
5.5.1 Preparation of apparatus
Prepare the instrument in accordance with the equipment instructions.
Transfer 100 ml to 150 ml of universal single anode reagent (5.2.3) into the titration vessel and
immediately close the vessel.
Set the water vaporizer (5.3.4) to the desired heating temperature (see Annex B) for the material to be
analysed. Wait until the temperature is stabilized.
NOTE 1 For the heating temperature, refer to the material standard. As the heating temperature is also
dependent on equipment used and the practical circumstances, the heating temperature has to be optimized
using the method described in Annex B. If the heating temperature is not mentioned in the material standard or
if there is no material standard, then use the method mentioned in Annex B to determine the optimum heating
temperature.
Take a dry sample vial (5.3.5) and immediately close it with an aluminium crimp cap (5.3.6). Place the
sample vial in the water vaporizer and start the titration.
Allow the titration to proceed until the release of water is <20 μg H O/min. The instrument is now
prepared for carrying out water determinations.
It is recommended to rinse the transfer line between the water vaporizer and the titration cell assembly
with methanol after a series of determinations, as some volatile sample material might deposit in the
transfer line.
NOTE 2 The universal reagent has a limited capacity with respect to water, which is linearly related to the
initial iodine content. Consequently, the reagent needs to be replaced regularly. The capacity of 100 ml universal
reagent is equal to 1 000 mg of water. It is advisable to exchange the universal reagent when approximately 80 %
of its capacity has been used. Modern instruments can keep record of the total quantity of water absorbed.
5.5.2 Equipment check
Carry out a water determination in order to check if the equipment is functioning properly by analysing
80 mg to 350 mg of the water standard (5.2.5), using the temperature as given in the certificate of the
supplier (150 °C to 200 °C). The result shall be within the certified value ±0,03 % H O.
5.5.3 Determination
5.5.3.1 Sample
Select the mass of test portion according the expected moisture content (see Table 2). The sample mass
with its absolute mass of water has to be comparable to the absolute mass of water of the water standard.
Carry out a preliminary determination if the water content of the sample is unknown, using 1 g of sample.
NOTE 1 As a consequence of the relative small sample amount, special attention should be taken regarding the
representativeness of the sample.
In case that the composition of the test sample is unknown, determine the optimum heating temperature
according to Annex B.
12 © ISO 2014 – All rights reserved

Table 2 — Recommended mass portion
Expected water content Mass of test portion
w m
% by mass g
w > 1 0,2 > m ≥ 0,1
1 ≥ w > 0,5 0,4 > m ≥ 0,2
0,5 ≥ w > 0,1 1 > m ≥ 0,4
0,1 ≥ w 5 > m ≥ 1
Place a sample vial (5.3.5) on an analytical balance (5.3.7). Add the selected test portion (see Table 2)
into the sample vial and determine the mass of the test portion (m ). Immediately close the
test portion
sample vial with the aluminium crimp cap (5.3.6).
Perform the weighing procedure as quickly as possible to avoid moisture release or pick-up. Carry out
the subsequent water determination within 24 h after weighing.
Set the water vaporizer (5.3.4) to the optimum heating temperature for the material to be analysed.
Wait until the temperature is stabilized.
Place a closed and empty sample vial in the water vaporizer and record the release of water. Wait until
the water release per minute has minimized and is stable below 20 μg H O/min (start drift sample Sd ,
2 s
see Note 2). Repeat this step for every water determination.
Place the sample vial in the water vaporizer and start the titration. Lead the nitrogen (5.2.6) with the
evaporated water through the solution in the titration cell. The released water, absorbed in the solution,
reacts with the electrolytically generated iodine. Allow the titration to proceed until the release of
water is s s 2
the time the determination has taken (t ).
s
NOTE 2 In spite of all precautions and care to avoid water contamination of the used equipment, the instrument
continuously generates a small quantity of iodine to react with water, originating from the nitrogen gas, leakage
etc. Modern instruments automatically correct for this type of drift.
EXAMPLE 1 If the start criterion is set to <20 μg H O/min and the start drift corresponds to, e.g. 17 μg H O/min,
2 2
the instrument is ready to start. The stop criterion is set to, e.g. <5 μg H O/min. This means that the determination
of a subsequent sample is stopped when the iodine generation is below the value (start drift + stop criterion). In
this example, the determination is ended if the iodine generation value is below 17+5 = 23 μg H O/min. If for
example the water determination has taken 6 min, the determined quantity of water has to be subtracted by
6 × 17 = 102 μg H O. This correction procedure applies to both sample and blank.
A start criterion of <20 μg H O/min and a stop criterion of <5 μg H O/min are default values and applicable
2 2
for most water determinations in polymers. Both criteria can be set individually. This becomes inevitable when
analysing low water concentrations.
EXAMPLE 2 2 g of a polymer, containing 0,03 % (m/m) water, is analysed and the actual start drift of that
determination is 17 μg H O/min. If the determination takes 12 min, the determined absolute water quantity has
to be corrected for 204 μg H O. The sample contains 600 μg H O. In general, the correction value should be a
2 2
fraction of the water quantity in the sample. As a general rule, the correction value should not exceed 10 % of the
water content in the sample determined per minute. In this example, the start criterion should be adjusted to, e.g.
0,1 × 600 μg H O/12 min = <5 μg H O/min.
2 2
5.5.3.2 Blank
Carry out three to five blank determinations, executing the complete determination in the absence of a
test samp
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 15512
Troisième édition
2014-09-15
Plastiques — Dosage de l’eau
Plastics — Determination of water content
Numéro de référence
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ISO 2014
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
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
3.5 Mode opératoire . 3
3.6 Expression des résultats . 4
3.7 Fidélité . 4
4 Méthode B1 — Vaporisation de l’eau dans un four tubulaire . 4
4.1 Principe . 4
4.2 Réactifs . 5
4.3 Appareillage. 5
4.4 Préparation de l’échantillon . 7
4.5 Mode opératoire . 7
4.6 Expression des résultats . 9
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 .10
5.3 Appareillage.10
5.4 Préparation de l’échantillon .12
5.5 Mode opératoire .13
5.6 Expression des résultats .15
5.7 Fidélité .16
6 Méthode C — Méthode manométrique .16
6.1 Principe .16
6.2 Réactifs .16
6.3 Appareillage.16
6.4 Préparation de l’échantillon .17
6.5 Mode opératoire .17
6.6 Expression des résultats .21
6.7 Fidélité .21
7 Rapport d’essai .21
Annexe A (informative) Autres méthodes de préparation des échantillons et de titrage .23
Annexe B (informative) Sélection de la température de chauffage optimale pour le dosage
de l’eau .25
Annexe C (normative) Dosage de l’eau contenue dans un étalon d’eau .27
Bibliographie .28
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’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 61, Plastiques, sous comité SC 5,
Propriétés physiques.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 15512:2008), qui a été révisée
techniquement avec les modifications suivantes:
a) révision de l’Introduction;
b) révision du Domaine d’application, c’est-à-dire que quatre méthodes possibles sont décrites pour le
dosage de l’eau;
c) mise à jour de l’appareillage utilisé pour la méthode A;
d) ajout d’une déclaration de fidélité pour la méthode A;
e) ajout d’une nouvelle méthode B2 (Article 5);
f) révision de la méthode C (Article 6);
g) ajout d’une nouvelle annexe informative sur les autres méthodes de préparation des échantillons et
de titrage (Annexe A);
h) ajout d’une nouvelle annexe normative sur le dosage de l’eau d’un étalon d’eau (Annexe C).
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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.
NORME INTERNATIONALE ISO 15512:2014(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)
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.
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés

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
()
w= ×100 (1)
m
où
V est le volume, en millilitres, de réactif de Karl Fischer utilisé pour le dosage;
V est le volume, en millilitres, de réactif de Karl Fischer utilisé pour l’essai à blanc;
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
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
avec un flux électrique de 10,71 C correspondant à 1 mg d’eau selon la loi de Faraday.
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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.
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.
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.
Il est également possible d’utiliser de la graisse contenant peu d’eau, voire pas du tout, et faiblement
absorbante vis-à-vis de l’eau.
Légende
1 appareil coulométrique de Karl Fischer 10 débitmètre
2 sortie de gaz 11 thermostat
3 cuve de titrage 12 gaz N
4 unité de commande du titrage
5 alimentation électrique
6 évaporateur d’eau
7 four
8 tube chauffant
9 tubes déshydratants (remplis d’agent déshydratant, par exemple de P O )
2 5
Figure 1 — Schéma de montage du système utilisé pour le dosage de l’eau par la méthode B1
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a) Type à barre poussoir
b) Type à aimant
Légende
1 nacelle 3 entrée de la nacelle
2 entrée de l’échantillon 4 aimant
Figure 2 — Tubes chauffés
4.4 Préparation de l’échantillon
Les échantillons peuvent prendre plusieurs formes: granulés, poudre à mouler, objets fabriqués ou
articles moulés.
Découper les objets fabriqués ou les articles moulés à une taille convenable. Les granulés doivent être
plus petits que 4 mm × 4 mm × 3 mm.
Prélever un échantillon représentatif ≤ 10 g. Du fait de la petite taille de l’échantillon, il faut veiller à ce
qu’il soit effectivement représentatif.
4.5 Mode opératoire
4.5.1 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.
4.5.2 Préparation de l’appareillage
Voir la Figure 1 pour le mode opératoire suivant.
Assembler l’évaporateur d’eau (4.3.2) et l’appareil coulométrique de Karl Fischer (4.3.1) suivant les
instructions du fabricant de l’équipement. Ajouter l’agent déshydratant dans les tubes d’absorption
(voir 4.3.2) suivant les instructions du fabricant de l’équipement.
Verser environ 200 ml (à ajuster en fonction de la taille du récipient) de la solution anodique (4.2.1) dans
la cuve génératrice et 10 ml de solution cathodique (4.2.2) dans la cuve à solution cathodique (voir 4.3.1).
Le niveau de solution cathodique doit être inférieur au niveau de solution anodique pour empêcher la
contamination par reflux de la solution cathodique.
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.
Mettre la cellule sous tension. Si le potentiel de cellule donne une valeur négative, indiquant que la
solution anodique contient un excès d’iode, ajouter 50 μl à 200 μl de la solution de neutralisation (4.2.4).
Déconnecter le tube reliant l’évaporateur d’eau à la cuve de titrage. Régler le débit de gaz vecteur sur
200 ml/min à 300 ml/min et chauffer le four à la température souhaitée de façon à éliminer toute eau
résiduelle dans l’évaporateur (4.3.2).
Relever la cuve de titrage et agiter la solution de titrage en faisant doucement tourner la cuve sur elle-
même pour éliminer toute eau résiduelle des parois. Poursuivre l’agitation en position «TITRAGE»
pendant une minute pour sécher et stabiliser l’atmosphère intérieure.
Raccorder le tube reliant l’évaporateur à la cuve de titrage. Laisser s’écouler le gaz vecteur pendant toute
la durée du titrage. L’appareil est alors prêt pour l’analyse d’échantillon.
4.5.3 Vérification de l’équipement
Pour vérifier si l’appareil coulométrique de Karl Fischer fonctionne correctement, effectuer un dosage
avec d’une quantité connue d’eau de la façon suivante. Une fois l’analyseur stabilisé et en position
«PRÊT», appuyer sur l’interrupteur de démarrage et injecter avec précaution 5 μl d’eau distillée dans
la cuve à l’aide de la microseringue de 10 μl (4.3.3). Lorsque le voyant «FIN» s’allume, noter la valeur
correspondante. Il convient que cette valeur soit de (5 000 ± 250) µg.
Pour vérifier si l’ensemble de l’appareillage fonctionne correctement, effectuer un dosage avec 50 mg
de tartrate de sodium dihydraté (Na C H O , H O) à 150 °C. Voir 4.5.4 pour mesurer la quantité d’eau
2 4 4 6 2 2
contenue dans le tartrate de sodium dihydraté. Il convient que le résultat soit de (15,6 ± 0,5) %.
4.5.4 Dosage
Chauffer le four à la température souhaitée, placer la nacelle (4.3.4) contenant l’échantillon dans le tube
chauffé et la pousser dans le four pour l’opération de dessiccation et purger en retour l’eau résiduelle à
l’entrée de la nacelle.
NOTE 1 Pour choisir la température de chauffage, se réfèrer à la norme de produit. Du fait que la température
de chauffage dépend également de l’équipement utilisé et des circonstances réelles, il est recommandé d’optimiser
la température de chauffage en utilisant la méthode décrite à l’Annexe B. Si la température de chauffage n’est pas
mentionnée dans la norme de produit ou s’il n’existe aucune norme de produit, alors utiliser le mode opératoire
décrit dans l’Annexe B pour déterminer la température de chauffage optimale.
Attendre quelques minutes et rapprocher la nacelle de l’entrée de l’échantillon pour la faire refroidir.
Peser une prise d’essai de l’échantillon (4.4) soit directement dans la nacelle (qui devra, à cette fin, être
retirée du tube chauffé), soit sur un morceau de feuille d’aluminium (voir NOTE 2). Les dimensions de
prise d’essai appropriées sont indiquées dans le Tableau 1.
NOTE 2 Si la nacelle est en verre, ou en un autre matériau qui n’est pas destiné à être jeté après usage, on peut
envelopper la prise d’essai dans un morceau de feuille d’aluminium pour éviter que la prise d’essai ne colle à la
nacelle lors de sa fusion. Envelopper la prise d’essai de cette manière évitera également sa dispersion lors de son
introduction dans la nacelle.
Si la prise d’essai a été pesée directement dans la nacelle, replacer la nacelle dans le tube chauffé aussi
rapidement que possible. Si la prise d’essai a été pesée sur un morceau de feuille d’aluminium, l’enrouler
et placer le tout aussi rapidement que possible dans la nacelle soit par l’entrée de l’échantillon, soit par
l’entrée de la nacelle.
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Tableau 1 — Masse de prise d’essai recommandée
Teneur présumée en eau Masse de la prise d’essai
w m
% en masse g
w > 1 0,2 > m ≥ 0,1
1 ≥ w > 0,5 0,4 > m ≥ 0,2
0,5 ≥ w > 0,1 1 > m ≥ 0,4
0,1 ≥ w m ≥ 1
Vérifier que l’appareil est en position «PRÊT». Appuyer sur la touche «DÉMARRAGE» et pousser la
nacelle à l’intérieur du four (voir Figure 2). Laisser le titrage se poursuivre jusqu’à ce que le voyant «FIN»
s’allume et noter la valeur lue sur l’appareil en microgrammes.
4.6 Expression des résultats
Calculer la teneur en eau de la prise d’essai, w, exprimée en pourcentage en masse, à l’aide de la
Formule (2):
m
−4
eau
w = ×10 (2)
m
prise d'essai
où
m est la masse d’eau trouvée dans la prise d’essai, en microgrammes;
eau
m est la masse de la prise d’essai, en grammes.
prise d’essai
4.7 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.
5 Méthode B2 — Vaporisation de l’eau en utilisant une fiole à échantillon chauf-
fée
5.1 Principe
Une prise d’essai est pesée dans la fiole à échantillon puis placée dans un four. L’eau contenue dans
la prise d’essai est transformée en vapeur, qui est transférée dans la cuve de titrage à l’aide d’un gaz
vecteur d’azote sec. 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 comme suit:
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
avec un flux électrique de 10,71 C correspondant à 1 mg d’eau selon la loi de Faraday.
5.2 Réactifs
Seuls des réactifs de qualité analytique reconnue doivent être utilisés.
5.2.1 Solution anodique, contenant des ions iodure pour former de l’iode dans le mélange réactif,
selon les instructions du fabricant de l’équipement.
5.2.2 Solution cathodique, contenant un sel approprié dans du méthanol (ou un autre solvant
organique approprié), préparée selon les instructions du fabricant de l’équipement.
5.2.3 Réactif simple anode universel, contenant des ions iodure pour former de l’iode dans le mélange
réactif, préparé 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.
5.2.4 Milieu de titrage, méthanol anhydre avec une teneur en eau < 0,1 % en masse. D’autres solvants
peuvent être utilisés s’il est démontré qu’ils possèdent des propriétés comparables.
5.2.5 Étalon d’eau 1 %, substance inorganique, teneur en eau de 1 % (m/m), chaque lot étant certifié
individuellement.
NOTE La teneur en eau peut être vérifiée en utilisant la méthode décrite dans l’Annexe C.
3 3
5.2.6 Azote gazeux (N ), flux ≥ 60 cm /min et contenant de préférence moins de 1 mg/m d’eau (point
de rosée −80 °C).
3 3
NOTE 1 Un flux d’azote de 60 cm /min, contenant 1 mg/m correspond à un apport d’eau dans la cuve de
titrage de 0,06 μg de H O par minute.
NOTE 2 Avec certains équipements, un flux d’azote ≤ 60 cm /min peut causer une panne.
5.3 Appareillage
Matériel courant de laboratoire et ce qui suit.
5.3.1 Appareil coulométrique de Karl Fischer, se composant d’une unité de commande et d’un
ensemble de titrage avec électrode génératrice sans membrane, des électrodes de détection double en
platine et un agitateur mécanique.
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 et présentés sous forme de valeur directement lisible sur un cadran
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numérique. Régler le seuil de démarrage de l’appareil sur une valeur < 20 μg de H O/min et le seuil
d’arrêt sur une valeur < 5 μg de H O/min. Régler le temps d’intégration pour ces deux seuils sur 60 s.
L’appareil coulométrique de Karl Fischer est représenté schématiquement à la Figure 3.
NOTE 1 Une cuve sans membrane est suffisamment précise pour de nombreuses applications. Une cuve équipée
d’une membrane est recommandée si la meilleure précision possible est requise.
NOTE 2 Le seuil de démarrage < 20 μg de H O/min et le seuil d’arrêt < 5 μg de H O/min sont des valeurs par
2 2
défaut. Ils sont applicables à la plupart des plastiques. Si des teneurs en eau faibles sont analysées, il peut s’avérer
nécessaire de réduire ces valeurs.
NOTE 3 Un temps d’intégration de 60 s s’est révélé est un point de départ approprié à la fois pour le seuil de
démarrage et le seuil d’arrêt.
5.3.2 Manchons en PTFE, à utiliser pour préserver l’étanchéité à l’air des joints en verre rodé du
système.
Il est également possible d’utiliser de la graisse contenant peu d’eau, voire pas du tout, et faiblement
absorbante vis-à-vis de l’eau.
5.3.3 Tamis moléculaire, ayant un diamètre de pores de 0,3 nm, agent déshydratant pour le gaz
vecteur.
5.3.4 Évaporateur d’eau, se composant d’un four ou d’un dispositif de chauffage capable de chauffer
une prise d’essai dans un flacon d’échantillon (5.3.5) à au moins 300 °C, d’un thermostat, d’un gaz vecteur,
de tubes déshydratants pour le gaz vecteur avec tamis moléculaire et d’un débitmètre pour mesurer le
débit de gaz vecteur.
5.3.5 Fioles à échantillon, en verre, à utiliser dans l’évaporateur d’eau.
Les fioles à échantillon sont séchés dans une étuve de séchage et conservés au sec dans un dessiccateur.
Des flacons d’échantillon d’une capacité de 6 ml sont recommandés.
5.3.6 Bouchons sertis en aluminium, avec septum en silicone, à utiliser avec les flacons d’échantillon.
Les bouchons sertis sont séchés dans une étuve de séchage et conservés dans un dessiccateur. D’autres
bouchons appropriés peuvent également être utilisés.
5.3.7 Balance analytique, précise à 0,1 mg.
5.3.8 Étuve de séchage, à une température de 105 °C.
5.3.9 Dessiccateur, contenant un agent déshydratant efficace.
5.3.10 Flacons en verre, de 250 ml de capacité environ, fournis avec un bouchon adéquat pour éviter
l’absorption et la perte d’humidité.
5.3.11 Sachets étanches en feuille d’aluminium, de 250 g de capacité environ, ou autre récipient de
stockage approprié, qui évite l’absorption et la perte d’humidité.
Légende
1 arrivée d’azote 7 cuve de titrage
2 tamis moléculaire 8 électrode double en platine
3 étuve de traitement de l’échantillon 9 électrode génératrice
4 four de l’évaporateur d’eau 10 burette à piston
5 fiole à échantillon 11 réactif universel
6 tube déshydratant 12 appareil coulométrique de Karl Fischer
Figure 3 — Schéma de la configuration du système utilisé pour le dosage de l’eau par la
méthode B2
5.4 Préparation de l’échantillon
La quantité absolue d’eau à doser étant dans la plupart des cas très faible. Par conséquent, il est nécessaire
de prendre le maximum de soin pour ne pas contaminer l’échantillon pendant son transfert, par l’eau du
flacon d’échantillonnage, de l’atmosphère et/ou de l’équipement.
Sécher les flacons en verre (5.3.10) et les sachets étanches en feuille d’aluminium (5.3.11) dans une
étuve de séchage (5.3.8) à une température de 105 °C pendant 1 h. Les laisser refroidir et les conserver
dans un dessiccateur (5.3.9).
Prendre un échantillon représentatif ≥ 100 g, le placer dans un flacon en verre sec ou dans un sachet
étanche en feuille d’aluminium sec et fermer le flacon en verre ou sceller le sachet sans délai. Conserver
l’échantillon dans un dessiccateur.
L’échantillon peut prendre plusieurs formes: granulés, poudre à mouler, objets fabriqués ou articles
moulés. Les granulés doivent être d’environ 4 mm × 4 mm × 3 mm. Les autres échantillons doivent être
découpés approximativement aux mêmes dimensions que les granulés.
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5.5 Mode opératoire
5.5.1 Préparation de l’appareillage
Préparer l’appareil conformément aux instructions relatives à l’équipement.
Transvaser 100 ml à 150 ml de réactif simple anode universel (5.2.3) dans la cuve de titrage et fermer
immédiatement la cuve.
Régler l’évaporateur d’eau (5.3.4) à la température de chauffage souhaitée (voir l’Annexe B) pour le
matériau à analyser. Attendre que la température soit stabilisée.
NOTE 1 Pour choisir la température de chauffage, se référer à la norme de produit. Du fait que la température
de chauffage dépend également de l’équipement utilisé et des circonstances réelles, il est recommandé d’optimiser
la température de chauffage en utilisant la méthode décrite à l’Annexe B. Si la température de chauffage n’est pas
mentionnée dans la norme de produit ou s’il n’existe aucune norme de produit, alors utiliser également le mode
opératoire décrit dans l’Annexe B pour déterminer la température de chauffage optimale.
Prendre une fiole à échantillon sèche (5.3.5) et le fermer immédiatement à l’aide d’un bouchon serti en
aluminium (5.3.6). Placer la fiole à échantillon dans l’évaporateur d’eau et démarrer le titrage.
Laisser le titrage se poursuivre jusqu’à ce que la quantité d’eau extraite soit < 20 μg de H O/min.
L’appareil est désormais préparé pour le dosage de l’eau.
Il est recommandé de rincer le tube de transfert entre l’évaporateur d’eau et la cuve de titrage avec
du méthanol à l’issue d’une série de dosages, car des constituants volatils de l’échantillon peuvent se
déposer dans ce tube.
NOTE 2 Le réactif universel possède une capacité de réaction limitée avec l’eau, qui est linéairement liée à
la teneur initiale en iode. En conséquence, le réactif doit être remplacé régulièrement. La capacité de 100 ml de
réactif universel peuvent réagir avec 1 000 mg d’eau. Il est recommandé de remplacer le réactif universel lorsqu’il
est épuisé à environ 80 %. Les appareils modernes peuvent garder enregistrée la quantité totale d’eau absorbée.
5.5.2 Vérification de l’équipement
Pour vérifier si l’équipement fonctionne correctement, effectuer un dosage d
...