ISO 8332:2006
(Main)Rubber compounding ingredients — Sulfur — Methods of test
Rubber compounding ingredients — Sulfur — Methods of test
ISO 8332:2006 specifies methods of test for determining the main physical and chemical properties of sulfur used for compounding dry rubber.
Ingrédients de mélange du caoutchouc — Soufre — Méthodes d'essai
L'ISO 8332:2006 spécifie des méthodes d'essai pour la détermination des principales propriétés physiques et chimiques du soufre servant pour la formulation du caoutchouc sec.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8332
Third edition
2006-10-01
Rubber compounding ingredients —
Sulfur — Methods of test
Ingrédients de mélange du caoutchouc — Soufre — Méthodes d'essai
Reference number
ISO 8332:2006(E)
©
ISO 2006
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ISO 8332:2006(E)
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Physical and chemical properties. 1
4 Determination of total sulfur content. 2
4.1 Principle. 2
4.2 Reagents. 2
4.3 Procedure . 2
4.4 Expression of results . 3
4.5 Precision result. 3
5 Determination of sieve residue . 4
5.1 Principle. 4
5.2 Wet procedure. 4
5.3 Dry procedure . 7
6 Determination of oil content of oil-treated sulfur .9
6.1 Principle. 9
6.2 Hexane procedure. 9
6.3 Sulfur-saturated hexane procedure. 10
7 Determination of insoluble-sulfur content .11
7.1 Principle. 11
7.2 Reference procedure using toluene . 11
7.3 Alternative procedure using carbon disulfide . 12
8 Determination of thermal reversion of insoluble sulfur. 13
8.1 General. 13
8.2 Method A. 13
8.3 Method B. 16
8.4 Precision. 19
9 Determination of loss in mass at 80 °C . 20
9.1 Principle. 20
9.2 Apparatus . 20
9.3 Procedure . 20
9.4 Expression of the results. 21
9.5 Precision results. 21
10 Determination of ash at 850 °C to 900 °C . 22
10.1 Principle. 22
10.2 Apparatus . 22
10.3 Procedure . 22
10.4 Expression of the results. 22
10.5 Precision results. 23
11 Test report . 23
Annex A (informative) Typical values of the properties of sulfur used as a rubber compounding
ingredient. 24
Annex B (informative) Guidance for using precision results . 26
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ISO 8332:2006(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 8332 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee
SC 3, Raw materials (including latex) for use in the rubber industry.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 8332:1997), in which the following changes
have been made:
a) the methods for the determination of total sulfur content and sieve residue have been revised;
b) method B for the determination of sieve residue has been added;
c) the methods for the determination of loss in mass at 80 °C have been added;
d) the method for the determination of ash at 850 °C to 900 °C has been added.
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ISO 8332:2006(E)
Introduction
Sulfur appears in three allotropic forms:
a) rhombic,
b) monoclinic,
c) amorphous (insoluble in CS ).
2
In rubber compounding practice, forms a) and c) are used. Both types may be used in their natural form or
they may be coated. The coating can be oil, or MgCO , or silica, or some other material that aids dispersion in
3
the rubber compound. Sulfur is available in varying degrees of fineness. Insoluble sulfur can also contain an
amount of rhombic sulfur, as insoluble sulfur tends to revert back to the rhombic state on storage.
These considerations are each the subject of the methods of test specified in this International Standard.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8332:2006(E)
Rubber compounding ingredients — Sulfur — Methods of test
WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory
practice. This standard does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with
its use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
1 Scope
This International Standard specifies methods of test for determining the main physical and chemical
properties of sulfur used for compounding dry rubber.
NOTE Typical levels for the relevant properties of sulfur for use as a rubber compounding ingredient are contained in
Annex A, for information only.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 565:1990, Test sieves — Metal wire cloth, perforated metal plate and electroformed sheet — Nominal
sizes of openings
ISO 2590:1973, General method for the determination of arsenic — Silver diethyldithiocarbamate photometric
method
ISO 3704:1976, Sulphur for industrial use — Determination of acidity — Titrimetric method
ISO 3705:1976, Sulphur for industrial use — Determination of arsenic content — Silver diethyldithiocarbamate
photometric method
ISO 4793:1980, Laboratory sintered (fritted) filters — Porosity grading, classification and designation
ISO/TR 9272:2005, Rubber and rubber products — Determination of precision for test method standards
ISO 15528:2000, Paints, varnishes and raw materials for paints and varnishes — Sampling
3 Physical and chemical properties
After sampling with a stainless-steel sampling tool in accordance with ISO 15528, the physical and chemical
properties of sulfur used as a rubber compounding ingredient shall be determined by the following test
methods:
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ISO 8332:2006(E)
Property Test method
Total sulfur [% (by mass)] Clause 4
⎫
⎪
Fineness (sieve residue) [% (by mass)] Clause 5
⎪
Oil content [% (by mass)] Clause 6 of this International Standard
⎪
⎪
Insoluble sulfur [% (by mass)] Clause 7
⎬
⎪
Thermal reversion (%) Clause 8
⎪
Loss in mass at 80 °C [% (by mass)] Clause 9
⎪
⎪
⎭
Ash [% (by mass)] Clause 10
Acidity [as H SO , % (by mass)] ISO 3704
2 4
Arsenic (mg/kg) ISO 3705 and ISO 2590
4 Determination of total sulfur content
4.1 Principle
The sulfur in a test portion is first converted to thiosulfate, to which an excess volume of iodine solution is
added, then determined by back titration with a sodium thiosulfate solution.
4.2 Reagents
During the analysis, use only reagents of recognized analytical grade and only distilled water or water of
equivalent purity.
3 3
4.2.1 Sodium sulfite solution, 50 g/dm . Dissolve 50 g of anhydrous sodium sulfite in 1 dm of water.
3
4.2.2 Standard volumetric iodine solution, c(l ) = 0,05 mol/dm , freshly prepared and standardized.
2
3
4.2.3 Standard volumetric sodium thiosulfate solution, 0,1 mol/dm solution, freshly prepared and
standardized.
4.2.4 Formaldehyde solution, 37 % (by volume).
4.2.5 Glacial acetic acid.
3
4.2.6 Wetting-out solution, consisting of a 20 g/dm solution of an alkylaryl sulfonate (e.g. sodium
dodecylbenzene sulfonate) in water.
4.2.7 Soluble-starch solution, freshly prepared.
4.3 Procedure
4.3.1 Weigh, to the nearest 0,1 mg, 0,2 g of the sulfur sample (m ) on a tared watch glass. Using a Pasteur
0
3 3
pipette, add approximately 1 cm of wetting-out solution (4.2.6). Transfer the mixture to a 200 cm flask via a
3
small glass funnel using a stream of the sodium sulfite solution (4.2.1) from a 50 cm measuring cylinder. Add
a few antibumping granules, fix a reflux condenser in position and place the whole on an electrically heated
oil-bath.
Adjust the oil-bath temperature to 130 °C. Stir the contents of the flask for 1 h under reflux, and complete the
reaction. If undissolved sulfur remains visible in the flask, continue the heating process as long as necessary.
Wash the walls of the condenser with water and collect the washings in the flask. Cool the contents of the
3
flask to 25 °C. Transfer the contents of the flask to a 100 cm volumetric flask. Make up to the mark with water.
NOTE Reaction of 20 % of the oil treated takes about 3 h to 4 h.
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ISO 8332:2006(E)
3 3
4.3.2 Place exactly 30 cm of iodine solution (4.2.2) into a 200 cm conical flask from a burette, and add
3
10 cm of acetic acid (4.2.5) to it using a pipette.
3 3 3
4.3.3 Place 10 cm of test solution from the 100 cm volumetric flask (4.3.1), using a pipette, into a 100 cm
3
beaker. Add 2 cm of formaldehyde solution (4.2.4) and stir using a magnetic stirrer for 2 min. After a 5-min
rest, add the solution to the conical flask (4.3.2). Wash the walls of the beaker and add the washings to the
3
conical flask. While swirling the conical flask, add 1 cm of the starch solution (4.2.7) and titrate with the
sodium thiosulfate solution (4.2.3) until the dark-blue colour vanishes. V is the volume, in cubic centimetres,
1
of the sodium thiosulfate solution used for this titration.
4.3.4 Carry out a blank determination omitting the test portion. V is the volume, in cubic centimetres, of the
0
sodium thiosulfate solution used for this titration.
4.4 Expression of results
Calculate the total sulfur content (TS ), expressed as a percentage by mass, from the formula
ts
VV−
()
01
TS=× c×10× 3,2
ts
m
0
where
V is the volume, in cubic centimetres, of sodium thiosulfate solution (4.2.3) used to titrate the blank
0
(see 4.3.4);
V is the volume, in cubic centimetres, of sodium thiosulfate solution (4.2.3) used to titrate the test
1
portion (see 4.3.3);
c is the exact concentration, in moles of Na S O per cubic decimetre, of sodium thiosulfate solution
2 2 3
(4.2.3);
m is the mass, in grams, of the test portion (see 4.3.1).
0
4.5 Precision result
For the evaluation of precision data, three laboratories participated in the interlaboratory test programme.
Using two different sulfur samples (soluble sulfur, insoluble sulfur with 20 % oil treated), the total sulfur content
was measured. The number of within-laboratory replicates was two, and the time span for repeatability was
7 days. The precision data were calculated according to normal statistical procedures. The precision results
for sulfur content are given in Table 1.
Table 1 — Precision data for sulfur content
Mean level Within lab Between labs
Sample
% s r (r) s R (R)
r R
Soluble sulfur 99,94 0,14 0,38 0,38 0,27 0,77 0,77
Insoluble sulfur, 20 % oil treated 79,92 0,17 0,49 0,61 0,35 1,00 1,25
(p = 3, q = 2, n = 2)
s = Within-lab standard deviation
r
s = Between-labs standard deviation
R
r = Repeatability, in measurement units
a
(r) = Repeatability, in percent
R = Reproducibility, in measurement units
a
(R) = Reproducibility, in percent
a
These values represent percent relative, i.e. percent of a percent.
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ISO 8332:2006(E)
5 Determination of sieve residue
5.1 Principle
A test portion is passed through sieves of specified mesh opening and the residue retained is weighed. Two
procedures are specified:
a) a wet procedure for all oil-treated grades of sulfur;
b) a dry procedure for all other (i.e. non-oil-treated) grades.
In the case of extremely fine-grade sulfurs, the wet procedure shall be used.
5.2 Wet procedure
5.2.1 Method A
5.2.1.1 Apparatus
5.2.1.1.1 Metal funnel (A), about 200 mm in diameter, terminating at the foot in a short cylindrical outlet
(see Figure 1) in which is inserted a shallow removable cup (B), on the bottom of which a wire-cloth sieve (C)
(5.2.1.2) is soldered; this is 25 mm in diameter. Water under pressure is supplied by a tube (D) fitted with a
nozzle designed to discharge a spreading jet through the sieve; the distance of the orifice from the sieve can
be adjusted. The recommended minimum water pressure is 200 kPa (2 bar). The tube is provided with a filter
(H) to remove any solid particles from the water; this filter shall be made from wire cloth at least as fine as the
sieve (C), and shall be sufficiently large to prevent undue loss of pressure.
A similar arrangement is provided for another tube (E) used to supply a gentle stream of water for wetting the
powder and keeping the volume of the liquid in the funnel constant during the test.
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ISO 8332:2006(E)
Key
1 filters
2 water inlets
A to E and H are as described in 5.2.1.1.1.
F and G are described in 5.2.1.2.
Figure 1 — Apparatus for determination of sieve residue (wet procedure: method A)
5.2.1.1.2 Two sieves, of woven metal-wire cloth, having openings of nominal width 180 µm and 125 µm
respectively, in accordance with ISO 565.
5.2.1.1.3 Flat brush, of camel hair or equivalent, approximately 7 mm wide.
5.2.1.2 Determination
Mount a sieve cup (B) with a sieve (C) of the required mesh, as agreed between the interested parties, in the
apparatus. Allow water to flow through it for 3 min from tubes D and E. Examine the sieve for particles; if none
are observed, the apparatus is ready for use. Dry the sieve cup to constant mass at 80 °C ± 2 °C for 30 min.
Then weigh it, to the nearest 0,1 mg, and mount it in the apparatus, holding it in place by union nut G. Weigh
3 3
out about 25 g (m ) of the sample accurately to 0,1 mg. Make into a slurry with 300 cm of a 20 g/dm solution
1
of alkylaryl sulfonate in water in a beaker, and transfer quantitatively to the funnel A.
About half-fill the funnel with water from tube E. Slowly turn the high-pressure jet D on full. Adjust the position
of the nozzle under the liquid, in relation to the sieve, until there is little or no disturbance on the surface and
the level is, if anything, sinking. Now use the supply from tube E to maintain the level constant and wash down
any solid matter adhering to the sides.
NOTE When the best operating conditions have been so attained, the discharge pipe F below the sieve is completely
filled with water; increasing the length of this column of liquid by adding a length of rubber tubing improves the efficiency of
the apparatus.
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ISO 8332:2006(E)
Take a sample of the issuing water from time to time during the test and, when this is free from suspended
matter, reduce the rate of flow from the jet. Wash down any residual material adhering to the sides of the
funnel into the lower portion of the apparatus, and then adjust the jet to a rate that keeps the cylindrical portion
full of violently agitated water. When the residual matter has been thoroughly washed in this way until the
effluent runs clear (usually 3 min to 4 min), turn off the jet and wash the grit down into the cup. Inspect the
remaining sulfur and break up any loose agglomerates by brushing lightly with the camel hair brush (5.2.1.1.3),
subsequently washing them through the filter. Then wash the remaining grit into the cup.
Unscrew the milled union nut (G), remove the discharge pipe and cup, and wash the contents of the latter with
distilled water. Dry the cup and contents at 80 °C ± 2 °C for 30 min and weigh to the nearest 0,1 mg. This
mass, less the initial mass of the cup, equals the mass of the sieve residue (m ).
2
5.2.1.3 Expression of results (wet procedure: method A)
Calculate the sieve residue (W ), expressed as a percentage by mass, using the formula
rA
m
2
W=×100
rA
m
1
where
m is the mass, in grams, of the test portion;
1
m is the mass, in grams, of the residue on the sieve.
2
5.2.2 Method B
5.2.2.1 Apparatus
5.2.2.1.1 Two sieves, of woven metal-wire cloth, having openings of nominal width 180 µm and 125 µm
respectively, in accordance with ISO 565.
5.2.2.1.2 Flat brush, of camel hair or equivalent, approximately 25 mm wide.
5.2.2.1.3 Desiccator.
5.2.2.2 Determination
Dry a sieve with the specified openings in an air oven at the temperature of 80 °C ± 2 °C, allow it to cool in a
desiccator (5.2.2.1.3), and weigh it. Repeat this operation and record the mass of the sieve when the change
in mass is reduced to not more than 1 mg through the process of heating for 15 min and cooling to room
temperature. From the sample de-agglomerated beforehand, weigh, accurately to 0,1 mg, about 10 g (m ) in
3
the case of the sieve opening under 100 µm, or about 30 g (m ) if over 100 µm, and transfer to a 100 ml
3
beaker.
3
Make the sample wet with a little of a 20 g/dm solution of alkylaryl sulfonate in water, then press it slightly
3
with a glass rod to collapse the lumps. After adding about 100 cm of water and stirring it sufficiently, pour the
suspension onto the screen of the sieve. Shake the sieve gently while pouring in water little by little to allow
most of the sample to pass through it. Then put the sieve into an evaporating dish, fill the dish with water up to
10 mm to 15 mm above the screen, and sweep the surface of the screen with a brush (5.2.2.1.2).
Take out the sieve from the dish, drain out the water from the openings of the sieve, and renew the water in
the dish. Repeat this operation until the sample is not perceived in the water of the dish. Wash down any solid
particles adhering to the brush onto the screen with water then dry the sieve in an air oven at the temperature
of 80 °C ± 2 °C for 30 min. Keep it in a desiccator (5.2.2.1.3) and weigh it after cooling. Repeat this operation
until the change in mass is reduced to not more than 1 mg. The final mass minus the initial mass of the sieve
equals the mass of the sieve residue (m ).
4
6 © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 8332:2006(E)
5.2.2.3 Expression of results (wet procedure: method B)
Calculate the sieve residue (W ), expressed as a percentage by mass, using the formula
rB
m
4
W=×100
rB
m
3
where
m is the mass, in grams, of the test portion;
3
m is the mass, in grams, of the residue on the sieve.
4
5.2.2.4 Precision results
For the evaluation of precision data, four laboratories participated in the interlaboratory test programme. Using
two different sulfur samples (soluble sulfur with 5 % oil treated, insoluble sulfur with 20 % oil treated), the
sieve residue was measured by the wet procedure using method B. The number of within-laboratory replicates
was two, and the time span for repeatability was 7 days. The precision data were calculated according to
normal statistical procedures. The precision results for sulfur content are given in Table 2.
Table 2 — Precision data for sieve residue by wet procedure using method B
Mean level Within lab Between labs
Sample
% s r (r) s R (R)
r R
Soluble sulfur,
0,014 0,006 0,017 120,3 0,014 0,040 292,0
5 % oil treated
180 µm
Insoluble sulfur,
0,014 0,002 0,005 34,7 0,004 0,011 77,8
20 % oil treated
Soluble sulfur,
0,019 0,006 0,016 84,2 0,028 0,079 415,8
5 % oil treated
125 µm
Insoluble sulfur,
0,029 0,006 0,018 62,4 0,009 0,024 83,0
20 % oil treated
p = 4, q = 2, n = 2
s = Within-lab standard deviation
r
s = Between-labs standard deviation
R
r = Repeatability, in measurement units
a
(r) = Repeatability, in percent
R = Reproducibility, in measurement units
a
(R) = Reproducibility, in percent
a
These values represent percent relative, i.e. percent of a percent.
5.3 Dry procedure
5.3.1 Apparatus
5.3.1.1 Test-sieve assembly, of 200 mm diameter, having a fitting lid and a receiver, with three sieves of
aperture size 180 µm, 125 µm and 63 µm, respectively, in accordance with ISO 565.
The sieves shall be of stainless-steel wire and shall fit together, one above the other, so that powder does not
escape.
© ISO 2006 – All rights reserved 7
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ISO 8332:2006(E)
5.3.1.2 Mechanical sieve shaker, suitable for the sieve assembly (5.3.1.1), providing a gyrating and
jolting action, preferably with an automatic timing device.
5.3.1.3 Analytical balance, accurate to 1 mg.
5.3.1.4 Flat brush, of camel hair or equivalent, approximately 25 mm wide.
3
5.3.1.5 Three weighing bottles, two of capacity approximately 10 cm and the third approximately
3
100 cm , with stoppers.
5.3.1.6 Sheets of glazed A4 paper.
5.3.1.7 Lightweight rubber-covered hammer.
5.3.2 Determination
Ensure that the three sieves (5.3.1.1) are free from any previous residue by brushing with the camel-hair
brush (5.3.1.4) and by blowing the sieves through with compressed air from above, with the sieve inverted,
and tapping the sieve to dislodge any particles lodged in the mesh.
Fit the sieves one above the other with the largest-aperture sieve (180 µm) on top, then below it the sieve with
the medium-sized apertures (125 µm) and at the bottom the sieve with the smallest apertures (63 µm). Fit the
receiver below the bottom sieve.
Blend the total sample, obtained in accordance with ISO 15528 (using stainless-steel sampling tools), to
ensure that finer and coarser particles are not segregated, then weigh out, to the nearest 1 mg, about 50 g of
3
the representative sample, using the 100 cm weighing bottle (5.3.1.5).
Pour the test portion thus obtained onto the top sieve and fit the lid. Reweigh the weighing bottle empty to
obtain the mass of the test portion (m ) by difference.
5
Install the sieve assembly in the mechanical shaker (5.3.1.2) (if available) and allow to shake for 5 min at a
rate of 3 Hz (three shakes per second), then remove from the shaker. If no mechanical shaker is available,
manually shake the stack for 5 min horizontally through an amplitude of 150 mm at a rate of 3 Hz, stopping
after each minute to strike the base of the stack with the rubber-covered hammer (5.3.1.7) to help clear any
blockages in the sieves.
Remove the lid and inspect the top sieve (180 µm). If material remains held on the top sieve, break up any
loose agglomerates by brushing lightly with the camel-hair brush (5.3.1.4). Replace the lid, then lift the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8332
Troisième édition
2006-10-01
Ingrédients de mélange du caoutchouc —
Soufre — Méthodes d'essai
Rubber compounding ingredients — Sulfur — Methods of test
Numéro de référence
ISO 8332:2006(F)
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ISO 2006
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ISO 8332:2006(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Propriétés physiques et chimiques . 2
4 Détermination de la teneur totale en soufre . 2
4.1 Principe. 2
4.2 Réactifs . 2
4.3 Mode opératoire . 3
4.4 Expression des résultats . 3
4.5 Résultats de fidélité. 4
5 Détermination du refus sur tamis . 4
5.1 Principe. 4
5.2 Mode opératoire par voie humide . 4
5.3 Mode opératoire par voie sèche. 8
6 Détermination de la teneur en huile du soufre traité à l'huile . 9
6.1 Principe. 9
6.2 Mode opératoire utilisant de l'hexane pur. 10
6.3 Mode opératoire utilisant de l'hexane saturé de soufre . 10
7 Détermination de la teneur en soufre insoluble . 11
7.1 Principe. 11
7.2 Mode opératoire de référence utilisant du toluène . 11
7.3 Mode opératoire utilisant du sulfure de carbone . 12
8 Détermination de la réversion thermique du soufre insoluble . 13
8.1 Généralités . 13
8.2 Méthode A. 13
8.3 Méthode B. 16
8.4 Fidélité . 19
9 Détermination de la perte de masse à 80 °C . 21
9.1 Principe. 21
9.2 Appareillage . 21
9.3 Mode opératoire . 21
9.4 Expression des résultats . 22
9.5 Résultats de fidélité. 22
10 Détermination des cendres de 850 °C à 900 °C . 22
10.1 Principe. 22
10.2 Appareillage . 22
10.3 Mode opératoire . 23
10.4 Expression des résultats . 23
10.5 Résultats de fidélité. 23
11 Rapport d'essai . 24
Annexe A (informative) Valeurs types pour les propriétés du soufre servant d'ingrédient
de mélange du caoutchouc . 25
Annexe B (informative) Indications pour l'utilisation des résultats de fidélité. 27
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ISO 8332:2006(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
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.
L'ISO 8332 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base d'élastomères,
sous-comité SC 3, Matières premières (y compris le latex) à l'usage de l'industrie des élastomères.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 8332:1997), dans laquelle les
changements suivants ont été introduits:
a) les méthodes pour la détermination de la teneur totale en soufre et du refus sur tamis ont été révisées;
b) la méthode B pour la détermination du refus sur tamis a été ajoutée;
c) les méthodes pour la détermination de la perte de masse à 80 °C ont été ajoutées;
d) la méthode pour la détermination des cendres de 850 °C à 900 °C a été ajoutée.
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ISO 8332:2006(F)
Introduction
II existe trois formes allotropiques de soufre:
a) le soufre orthorhombique,
b) le soufre monoclinique,
c) le soufre amorphe (insoluble dans CS ).
2
Les formes a) et c) sont utilisées comme ingrédients de mélange du caoutchouc. Ces deux types peuvent être
utilisés sous leur forme naturelle ou peuvent être enrobés. Le soufre peut être enrobé d'huile, de MgCO , de
3
silice ou d'un autre élément qui aide à la dispersion dans le mélange de caoutchouc. On peut trouver du
soufre avec des degrés variés de finesse. Le soufre insoluble peut aussi contenir une certaine quantité de
soufre orthorhombique, dans la mesure où le soufre insoluble tend à revenir à l'état orthorhombique lorsqu'il
est stocké.
Ces considérations font chacune l'objet des méthodes d'essai spécifiées dans la présente Norme
internationale.
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NORME INTERNATIONALE ISO 8332:2006(F)
Ingrédients de mélange du caoutchouc — Soufre — Méthodes
d'essai
AVERTISSEMENT — Il convient que les utilisateurs de la présente Norme internationale soient
familiarisés avec les pratiques d'usage en laboratoire. La présente norme n'a pas la prétention
d'aborder tous les problèmes de sécurité éventuels concernés par son usage. II est de la
responsabilité de l'utilisateur d'établir des règles de sécurité et d'hygiène appropriées et de s'assurer
de leur conformité à toutes les restrictions réglementaires nationales.
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des méthodes d'essai pour la détermination des principales
propriétés physiques et chimiques du soufre servant pour la formulation du caoutchouc sec.
NOTE Les niveaux types pour les propriétés adéquates du soufre servant d'ingrédient de mélange du caoutchouc
sont présentés dans l'Annexe A, pour information seulement.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. 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 565:1990, Tamis de contrôle — Tissus métalliques, tôles métalliques perforées et feuilles
électroformées — Dimensions nominales des ouvertures
ISO 2590:1973, Méthode générale de dosage de l'arsenic — Méthode photométrique au
diéthyldithiocarbamate d'argent
ISO 3704:1976, Soufre à usage industriel — Détermination de l'acidité — Méthode titrimétrique
ISO 3705:1976, Soufre à usage industriel — Dosage de l'arsenic — Méthode photométrique au
diéthyldithiocarbamate d'argent
ISO 4793:1980, Filtres frittés de laboratoire — Échelle de porosité — Classification et désignation
lSO/TR 9272:2005, Caoutchouc et produits en caoutchouc — Évaluation de la fidélité des méthodes d'essai
normalisées
ISO 15528:2000, Peintures, vernis et matières premières pour peintures et vernis — Échantillonnage
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ISO 8332:2006(F)
3 Propriétés physiques et chimiques
Après échantillonnage à l'aide d'un outil d'échantillonnage en acier inoxydable conformément à I'ISO 15528,
les propriétés physiques et chimiques du soufre servant d'ingrédient de mélange du caoutchouc doivent être
déterminées selon les méthodes d'essai suivantes:
Propriété Méthode d'essai
Soufre total [% (fraction massique)] Article 4
Finesse (refus sur tamis) [% (fraction massique)] Article 5
Teneur en huile [% (fraction massique)] Article 6
Soufre insoluble [% (fraction massique)] Article 7
Réversion thermique (%) Article 8
Perte de masse à 80 °C [% (fraction massique)] Article 9
Cendres [% (fraction massique)] Article 10
Acidité [en H SO , % (fraction massique)] ISO 3704
2 4
Arsenic (mg/kg) ISO 3705 et ISO 2590
4 Détermination de la teneur totale en soufre
4.1 Principe
Le soufre contenu dans une prise d'essai est tout d'abord converti en thiosulfate, auquel est ajouté un volume
excédentaire de solution d'iode, puis déterminé par titrage en retour à l'aide d'une solution de thiosulfate de
sodium.
4.2 Réactifs
Au cours de l'analyse, utiliser uniquement des réactifs de qualité analytique reconnue et de l'eau distillée ou
de l'eau de pureté équivalente.
3 3
4.2.1 Solution de sulfite de sodium, 50 g/dm . Dissoudre 50 g de sulfite anhydre de sodium dans 1 dm
d'eau.
3
4.2.2 Solution titrée d'iode, c(l ) = 0,05 mol/dm , fraîchement préparée et étalonnée.
2
3
4.2.3 Solution titrée de thiosulfate de sodium, 0,1 mol/dm , fraîchement préparée et étalonnée.
4.2.4 Solution de formaldéhyde, 37 % (fraction volumique).
4.2.5 Acide acétique glacial.
4.2.6 Solution de mouillage, constituée d'une solution aqueuse d'alkylarylsulfonate (par exemple
3
dodécylbenzène sulfonate de sodium) à 20 g/dm .
4.2.7 Solution d'empois d'amidon, fraîchement préparée.
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4.3 Mode opératoire
4.3.1 Peser, à 0,1 mg près, 0,2 g de l'échantillon de soufre (m ) sur un verre de montre préalablement taré.
0
3
Ajouter environ 1 cm de solution de mouillage (4.2.6) à l'aide d'une pipette Pasteur. Transférer le mélange
3
dans une fiole de 200 cm par l'intermédiaire d'un petit entonnoir en verre, en utilisant un courant de solution
3
de sulfite de sodium (4.2.1) provenant d'une éprouvette graduée de 50 cm . Ajouter quelques granulés
régulateurs d'ébullition, mettre un réfrigérant à air en position et placer l'ensemble sur un bain d'huile chauffé
électriquement.
Régler la température du bain d'huile à 130 °C. Agiter le contenu de la fiole pendant 1 h à reflux jusqu'à
achèvement de la réaction. Si du soufre non dissous reste visible dans la fiole, poursuivre la dessiccation
aussi longtemps que nécessaire. Laver les parois du réfrigérant avec de l'eau et recueillir l'eau de lavage
dans la fiole. Refroidir le contenu de la fiole à 25 °C. Transférer le contenu de la fiole dans une fiole jaugée de
3 3
100 cm . Compléter avec de l'eau au trait repère de 100 cm .
NOTE La réaction de produits traités à l'huile à 20 % prend environ de 3 h à 4 h.
3 3
4.3.2 Placer exactement 30 cm de la solution d'iode (4.2.2) dans une fiole conique de 200 cm provenant
3
d'une burette et ajouter 10 cm d'acide acétique (4.2.5) à l'aide d'une pipette.
3 3
4.3.3 Placer 10 cm de la solution de la fiole jaugée de 100 cm (4.3.1), à l'aide d'une pipette, et la verser
3 3
dans un bécher de 100 cm . Ajouter 2 cm de la solution de formaldéhyde (4.2.4) et mélanger au moyen d'un
agitateur magnétique pendant 2 min. Laisser reposer 5 min, puis ajouter la solution dans la fiole conique
(4.3.2). Laver les parois du bécher et ajouter l'eau de lavage dans la fiole conique. Tout en agitant la fiole
3
conique, ajouter 1 cm de l'empois d'amidon (4.2.7) et titrer avec la solution de thiosulfate de sodium (4.2.3)
jusqu'à obtenir une couleur bleue foncée. V est le volume, en centimètres cubes, de la solution de thiosulfate
1
de sodium utilisée pour le titrage.
4.3.4 Effectuer une détermination à blanc sans prise d'essai. V est le volume, en centimètres cubes, de la
0
solution de thiosulfate de sodium utilisée pour le titrage.
4.4 Expression des résultats
Calculer la teneur totale en soufre (TS ), exprimée en pourcentage en masse, à l'aide de l'Équation
ts
()VV−
01
TS=× c× 10× 3,2
ts
m
0
où
V est le volume, en centimètres cubes, de la solution de thiosulfate de sodium (4.2.3), utilisée pour le
0
titrage à blanc (voir 4.3.4);
V est le volume, en centimètres cubes, de la solution de thiosulfate de sodium (4.2.3), utilisée pour le
1
titrage de la prise d'essai (voir 4.3.3);
c est la concentration exacte, en moles de Na S O par décimètre cube, de la solution de thiosulfate
2 2 3
de sodium (4.2.3);
m est la masse, en grammes, de la prise d'essai (voir 4.3.1).
0
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4.5 Résultats de fidélité
Trois laboratoires ont participé à un programme d'essais interlaboratoires pour évaluer les données de fidélité.
La teneur totale en soufre a été mesurée sur deux échantillons différents de soufre (soufre soluble, soufre
insoluble à 20 % traité à l'huile). Le nombre de réplications intralaboratoires était de deux et la durée
nécessaire pour la répétabilité était de 7 jours. Les données de fidélité ont été calculées conformément aux
méthodes statistiques normalisées. Les résultats de fidélité pour la teneur en soufre sont donnés dans le
Tableau 1.
Tableau 1 — Données de fidélité pour la teneur en soufre
Niveau moyen Essais intralaboratoires Essais interlaboratoires
Échantillon
% s r (r) s R (R)
r R
Soufre soluble 99,94 0,14 0,38 0,38 0,27 0,77 0,77
Soufre insoluble à 20 %
79,92 0,17 0,49 0,61 0,35 1,00 1,25
traité à l'huile
(p = 3, q = 2, n = 2)
s = Écart-type intralaboratoire
r
s = Écart-type interlaboratoires
R
r = Répétabilité, en unités de mesure
a
(r) = Répétabilité, en pourcentage
R = Reproductibilité, en unités de mesure
a
(R) = Reproductibilité, en pourcentage
a
Ces valeurs représentent un pourcentage relatif, c'est-à-dire le pourcentage d'un pourcentage.
5 Détermination du refus sur tamis
5.1 Principe
Une prise d'essai est passée à travers des tamis d'ouverture de maille spécifiée et le résidu est pesé. Deux
modes opératoires sont spécifiés:
a) un mode opératoire par voie humide pour toutes les qualités de soufre traitées à l'huile;
b) un mode opératoire par voie sèche pour toutes les autres qualités (c'est-à-dire non traitées à l'huile).
Dans le cas de soufres extrêmement fins, le mode opératoire par voie humide doit être utilisé.
5.2 Mode opératoire par voie humide
5.2.1 Méthode A
5.2.1.1 Appareillage
5.2.1.1.1 Entonnoir en métal (A), d'un diamètre d'environ 200 mm, comportant à sa base un orifice
cylindrique court (voir Figure 1) où est insérée une coupelle démontable peu profonde (B), au fond de laquelle
est soudé un tamis en toile métallique (C) (5.2.1.2) de 25 mm de diamètre. De l'eau sous pression est fournie
à un tube (D) muni d'une buse devant délivrer un jet de dispersion dans le tamis; on peut régler la distance de
l'orifice du tamis. La pression d'eau minimale recommandée s'élève à 200 kPa (2 bar). Le tube est muni d'un
filtre (H) afin d'enlever de l'eau toutes les particules solides; ce filtre doit être en toile métallique au moins
aussi fine que celle du tamis (C) et doit être d'une largeur suffisante pour empêcher des chutes excessives de
pression.
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Une disposition similaire est prévue pour un autre tube (E) servant à fournir un flux modéré d'eau pour
mouiller la poudre et maintenir constant le volume de liquide dans l'entonnoir au cours de l'essai.
Légende
1 filtres
2 arrivées d'eau
A à E et H sont tels que décrits en 5.2.1.1.1.
F et G sont décrits en 5.2.1.2.
Figure 1 — Appareillage pour la détermination du refus sur tamis
(mode opératoire par voie humide: méthode A)
5.2.1.1.2 Deux tamis, en toile métallique, de 180 µm et de 125 µm d'ouverture nominale respective,
conformément à I'ISO 565.
5.2.1.1.3 Pinceau plat, en poils de chameau ou équivalent, d'environ 7 mm de largeur.
5.2.1.2 Détermination
Monter la coupelle filtrante (B) avec le tamis (C) à l'ouverture requise, ayant fait l'objet d'un accord entre les
parties intéressées, dans l'appareillage. Laisser l'eau traverser la coupelle pendant 3 min, eau provenant des
tubes D et E. Examiner le tamis pour déceler la présence de particules; s'il n'y en a pas, l'appareillage est prêt
à l'emploi. Sécher la coupelle filtrante à masse constante à 80 °C ± 2 °C, la peser à 0,1 mg près et la monter
de nouveau dans l'appareillage, en la maintenant en place à l'aide d'un écrou-union moleté (G). Peser, à
3
0,1 mg près, environ 25 g (m) de l'échantillon, délayer avec 300 cm d'une solution aqueuse
1
3
d'alkylarylsulfonate à 20 g/dm dans un bécher et transférer quantitativement dans l'entonnoir (A).
Remplir l'entonnoir à moitié d'eau provenant du tube E. Ouvrir lentement le jet haute pression (D) à fond et
régler la position de la buse sous le liquide, en fonction du tamis, jusqu'à ce qu'il n'y ait que peu ou pas de
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turbulences sur la surface et que le niveau diminue. Utiliser maintenant l'alimentation à partir du tube E afin de
maintenir le niveau constant et laver au jet toute matière solide adhérant aux parois.
NOTE Lorsque les meilleures conditions de fonctionnement ont été ainsi atteintes, le tube d'écoulement F
au-dessous du tamis est entièrement rempli d'eau; l'augmentation de la longueur de cette colonne de liquide par l'ajout
d'une longueur de tuyau en caoutchouc améliore l'efficacité de l'appareillage.
Recueillir un échantillon de l'eau d'écoulement de temps en temps lors de l'essai et, lorsqu'il est exempt de
matière en suspension, réduire le débit du jet. Laver pour enlever toute matière résiduelle adhérant sur les
parois de l'entonnoir dans la partie inférieure de l'appareillage, puis régler le jet à un débit qui maintienne la
partie cylindrique remplie d'eau vivement agitée. Lorsque la matière résiduelle a été entièrement lavée de
cette façon jusqu'à ce que l'effluent s'écoule clair (ce qui nécessite habituellement de 3 min à 4 min), arrêter le
jet et laver les grosses particules dans la coupelle. Vérifier la présence de soufre résiduel, briser tout
agglomérat meuble en brossant légèrement au moyen du pinceau (5.2.1.1.3) et laver le résidu à travers le
filtre. Laver ensuite les grosses particules résiduelles dans la coupelle.
Dévisser l'écrou-union moleté (G), enlever le tube d'écoulement et la coupelle et laver le contenu de cette
dernière avec de l'eau distillée. Sécher la coupelle et son contenu à 80 °C ± 2 °C pendant 30 min et peser à
0,1 mg près. Cette masse, moins la masse initiale de la coupelle, équivaut à la masse du refus sur tamis (m ).
2
5.2.1.3 Expression des résultats (mode opératoire par voie humide: méthode A)
Calculer le refus sur tamis (W ), exprimé en pourcentage en masse, à l'aide de l'Équation
rA
m
2
W=× 100
rA
m
1
où
m est la masse, en grammes, de la prise d'essai;
1
m est la masse, en grammes, du refus sur le tamis.
2
5.2.2 Méthode B
5.2.2.1 Appareillage
5.2.2.1.1 Deux tamis, en toile métallique, de 180 µm et de 125 µm d'ouverture nominale respective,
conformément à I'ISO 565.
5.2.2.1.2 Pinceau plat, en poil de chameau ou équivalent, d'environ 25 mm de largeur.
5.2.2.1.3 Dessiccateur.
5.2.2.2 Détermination
Sécher le tamis de l'ouverture requise dans une étuve à la température de 80 °C ± 2 °C, le laisser refroidir
dans un dessiccateur (5.2.2.1.3) et le peser. Répéter cette opération et noter la masse du tamis lorsque la
différence de masse n'excède pas 1 mg après chauffage pendant 15 min et refroidissement à température
ambiante. À partir de l'échantillon préalablement débarrassé des agglomérats, peser à 0,1 mg près environ
10 g (m ) pour le tamis de 100 µm ou environ 30 g (m ) pour le tamis de plus de 100 µm, et le placer dans un
3 3
bécher de 100 ml.
3
Mouiller l'échantillon avec un peu de solution aqueuse d'alkylarylsulfonate à 20 g/dm , et le presser
3
légèrement avec une tige en verre pour écraser les grumeaux. Puis ajouter environ 100 cm d'eau et agiter
suffisamment, verser la suspension sur le tamis. Secouer légèrement le tamis en versant l'eau petit à petit
pour laisser passer la plus grande partie de l'échantillon. Placer ensuite le tamis dans une capsule
d'évaporation remplie d'eau jusqu'à une hauteur de 10 mm à 15 mm et brosser la surface du tamis avec un
pinceau (5.2.2.1.2).
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Retirer le tamis de la capsule, enlever l'eau résiduelle des ouvertures du tamis et renouveler l'eau de la
capsule. Répéter cette opération jusqu'à dissolution complète de l'échantillon dans l'eau de la capsule. Laver
toutes les particules solides adhérant au pinceau avec de l'eau pour les faire tomber sur le tamis et sécher le
tamis dans une étuve à la température de 80 °C ± 2 °C pendant 30 min; le laisser dans un dessiccateur
(5.2.2.1.3) et le peser après refroidissement. Répéter cette opération lorsque la différence de masse n'excède
pas 1 mg. La masse finale, moins la masse initiale du tamis, équivaut à la masse du refus sur tamis (m ).
4
5.2.2.3 Expression des résultats (mode opératoire par voie humide: méthode B)
Calculer le refus sur tamis (W ), exprimé en pourcentage en masse, à I'aide de l'Équation
rB
m
4
W=× 100
rB
m
3
où
m est la masse, en grammes, de la prise d'essai;
3
m est la masse, en grammes, du refus sur le tamis.
4
5.2.2.4 Résultats de fidélité
Quatre laboratoires ont participé à un programme d'essais interlaboratoires pour évaluer les données de
fidélité. Le refus sur tamis par mode opératoire par voie humide utilisant la méthode B a été mesuré sur deux
échantillons différents de soufre (soufre soluble à 5 % traité à l'huile, soufre insoluble à 20 % traité à l'huile).
Le nombre de réplications intralaboratoires est de deux et la durée nécessaire pour la répétabilité est
de 7 jours. Les données de fidélité ont été calculées conformément aux méthodes statistiques normalisées.
Les résultats de fidélité pour la teneur en soufre sont donnés dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Données de fidélité pour le refus sur tamis par mode opératoire par voie humide
utilisant la méthode B
Niveau moyen Essais intralaboratoires Essais interlaboratoires
Échantillon
% s r (r) s R (R)
r R
Soufre soluble à
0,014 0,006 0,017 120,3 0,014 0,040 292,0
5 % traité à l'huile
180 µm
Soufre insoluble à
20 % traité à 0,014 0,002 0,005 34,7 0,004 0,011 77,8
l'huile
Soufre soluble à
0,019 0,006 0,016 84,2 0,028 0,079 415,8
5 % traité à l'huile
125 µm
Soufre insoluble à
20 % traité à 0,029 0,006 0,018 62,4 0,009 0,024 83,0
l'huile
p = 4, q = 2, n = 2
s = Écart-type intralaboratoire
r
s = Écart-type interlaboratoires
R
r = Répétabilité, en unités de mesure
a
(r) = Répétabilité, en pourcentage
R = Reproductibilité, en unités de mesure
a
(R) = Reproductibilité, en pourcentage
a
Ces valeurs représentent un pourcentage relatif, c'est-à-dire le pourcentage d'un pourcentage.
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ISO 8332:2006(F)
5.3 Mode opératoire par voie sèche
5.3.1 Appareillage
5.3.1.1 Pile de trois tamis, de 200 mm de diamètre, munie d'une monture, d'un couvercle adapté et d'un
réceptacle, de 180 µm, de 125 µm et de 63 µm d'ouverture nominale respective, conformément à
...
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