ISO 11357-5:2013
(Main)Plastics — Differential scanning calorimetry (DSC) — Part 5: Determination of characteristic reaction-curve temperatures and times, enthalpy of reaction and degree of conversion
Plastics — Differential scanning calorimetry (DSC) — Part 5: Determination of characteristic reaction-curve temperatures and times, enthalpy of reaction and degree of conversion
ISO 11357-5:2013 specifies a method for the determination of reaction temperatures and times, enthalpies of reaction, and degrees of conversion using differential scanning calorimetry (DSC). The method applies to monomers, prepolymers, and polymers in the solid or liquid state. The material can contain fillers and/or initiators in the solid or liquid state.
Plastiques — Analyse calorimétrique différentielle (DSC) — Partie 5: Détermination des températures et temps caractéristiques de la courbe de réaction, de l'enthalpie de réaction et du degré de transformation
L'ISO 11357-5:2013 spécifie une méthode de détermination des températures et temps de réaction, des enthalpies de réaction et degrés de transformation, en utilisant une analyse calorimétrique différentielle (DSC). La méthode est applicable aux monomères, prépolymères et polymères à l'état solide ou liquide. Le matériau peut contenir des charges et/ou initiateurs à l'état solide ou liquide.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11357-5
Second edition
2013-03-15
Plastics — Differential scanning
calorimetry (DSC) —
Part 5:
Determination of characteristic
reaction-curve temperatures and
times, enthalpy of reaction and degree
of conversion
Plastiques — Analyse calorimétrique différentielle (DSC) —
Partie 5: Détermination des températures et temps caractéristiques
de la courbe de réaction, de l’enthalpie de réaction et du degré de
transformation
Reference number
©
ISO 2013
© ISO 2013
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 1
5 Apparatus and materials. 2
6 Test specimens. 2
7 Test conditions and specimen conditioning . 2
8 Calibration . 2
9 Procedure. 2
9.1 General . 2
9.2 Temperature-scanning method . 2
9.3 Isothermal method . 2
10 Determination of results . 4
10.1 Determination of characteristic temperatures and enthalpy of reaction (temperature-
scanning method) . 4
10.2 Determination of characteristic times and enthalpy of reaction (isothermal method). 4
10.3 Determination of degree of conversion . 6
11 Precision . 9
12 Test report . 9
Bibliography .10
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 11357-5 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 5, Physical-
chemical properties.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11357-5:1999), which has been technically
revised. Significant technical changes are the following:
— adaption of definition of characteristic temperatures and endo-/exothermic direction in accordance
with ISO 11357-1;
— revision of determination of results;
— revision of test report.
ISO 11357 consists of the following parts, under the general title Plastics — Differential scanning
calorimetry (DSC):
— Part 1: General principles
— Part 2: Determination of glass transition temperature and glass transition step height
— Part 3: Determination of temperature and enthalpy of melting and crystallization
— Part 4: Determination of specific heat capacity
— Part 5: Determination of characteristic reaction-curve temperatures and times, enthalpy of reaction
and degree of conversion
— Part 6: Determination of oxidation induction time (isothermal OIT) and oxidation induction temperature
(dynamic OIT)
— Part 7: Determination of crystallization kinetics
iv © ISO 2013 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11357-5:2013(E)
Plastics — Differential scanning calorimetry (DSC) —
Part 5:
Determination of characteristic reaction-curve
temperatures and times, enthalpy of reaction and degree
of conversion
WARNING — Caution should be observed when working with materials which could give a
runaway reaction or exhibit other dangerous behaviour.
1 Scope
This part of ISO 11357 specifies a method for the determination of reaction temperatures and times,
enthalpies of reaction, and degrees of conversion using differential scanning calorimetry (DSC).
The method applies to monomers, prepolymers, and polymers in the solid or liquid state. The material
can contain fillers and/or initiators in the solid or liquid state.
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 11357-1, Plastics — Differential scanning calorimetry (DSC) — Part 1: General principles
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11357-1 and the following apply.
3.1
polymerization
process of converting a monomer or a mixture of monomers into a polymer
3.2
crosslinking
process of multiple intermolecular covalent or ionic bonding between polymer chains
3.3
degree of conversion
quantity of reacted product obtained during a reaction compared with the maximum possible quantity
of the product
Note 1 to entry: The degree of conversion will depend on both time and temperature.
4 Principle
The principle is specified in ISO 11357-1.
The test method described indicates the various stages of the reaction by means of DSC curves.
5 Apparatus and materials
The apparatus and materials are specified in ISO 11357-1.
6 Test specimens
The test specimens are specified in ISO 11357-1.
If not specified otherwise, use a mass of 5 mg to 20 mg and adjust the specimen mass if the thermal
effect is too high or too low.
7 Test conditions and specimen conditioning
For polymers, the test conditions and specimen conditioning are specified in ISO 11357-1.
For specimens releasing volatile components, it may be necessary to carry out conditioning and testing with
the specimen enclosed in a gas-tight specimen crucible which is resistant to high temperature and pressure.
Suitable conditioning procedures shall be agreed between involved parties and included in the test report.
8 Calibration
The calibration is specified in ISO 11357-1.
9 Procedure
9.1 General
The test may use one of two different methods, depending on what information is required:
— temperature-scanning method;
— isothermal method.
9.2 Temperature-scanning method
The temperature-scanning method is specified in ISO 11357-1.
Carry out a temperature scan, from ambient temperature to a temperature high enough to record the
whole of the reaction peak, at a scan rate in the range 5 K/min to 20 K/min. Use the same scan rate for
all tests which are intended to be comparative.
The final temperature shall be lower than the temperature corresponding to the onset of decomposition
of the polymer.
A preliminary test can be useful in defining the decomposition temperature.
9.3 Isothermal method
9.3.1 General
The isothermal method can be carried out in two different ways once the specimen is loaded into the
DSC sample holder:
— at constant temperature;
2 © ISO 2013 – All rights reserved
— starting at ambient temperature and heating as quickly as possible to reach the constant
measurement temperature.
NOTE The choice of procedure will depend on the model of calorimeter used for the test. The measurement
temperature is selected on the basis of a trial run in the temperature-scanning mode. The temperature is intended
to be in the vicinity of the temperature at which the peak obtained in the scanning mode begins.
9.3.2 Constant-temperature method
a) Place the reference crucible in the calorimeter.
b) Set the instrument to the desired measurement temperature.
c) Let the calorimeter stabilize at the selected temperature for 5 min.
d) Place the crucible containing the specimen in the calorimeter.
e) Record the DSC curve.
f) Remove the crucible containing the specimen and let it cool down to ambient temperature.
g) Place the crucible containing the specimen back in the calorimeter.
h) Record the DSC curve again (the second curve will be subtracted from the first to correct for the
calorimeter perturbation caused by the introduction of the crucible).
NOTE When using this procedure, it is difficult to ensure that the manual operation by which the crucible is
introduced into the calorimeter is carried out repeatedly for the determination and the blank run. Also, changes
to the state of the specimen can have occurred during the reaction. Subtraction of the two curves can therefore
introduce an error.
9.3.3 Procedure starting at ambient temperature
a) Place both crucibles (reference and specimen) in the calorimeter at ambient temperature.
b) Increase the calorimeter temperature, at the highest possible rate, to the selected measurement
temperature.
c) Record the DSC curve.
d) Allow the calorimeter to cool down to ambient temperature.
e) Repeat the process without removing the crucibles, and record the DSC curve again (the second
curve will be subtracted from the first to correct for the calorimeter perturbation caused by the
rapid heating process).
NOTE When using this procedure, changes to the state of the specimen can have occurred during the reaction.
Subtraction of the two curves can therefore introduce an error.
9.3.4 Residual enthalpy
At the end of an isothermal run performed in accordance with 9.3.2 or 9.3.3, cool down the instrument
to ambient temperature with the specimen still inside the sample holder. Then, heat up the specimen
to a temperature below specimen decomposition at the same rate as in a temperature scan in order to
determine whether there is any residual enthalpy (i.e. whether any additional reaction occurs). Add this
enthalpy to the isothermal value to obtain the total enthalpy of reaction.
10 Determination of results
10.1 Determination of characteristic temperatures and enthalpy of reaction
(temperature-scanning method)
See Figure 1. See also ISO 11357-1.
Key
dQ/dt heat flow rate
T temperature
a
Endothermic direction.
Figure 1 — DSC curve with exothermic p
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11357-5
Deuxième édition
2013-03-15
Plastiques — Analyse calorimétrique
différentielle (DSC) —
Partie 5:
Détermination des températures et
temps caractéristiques de la courbe de
réaction, de l’enthalpie de réaction et
du degré de transformation
Plastics — Differential scanning calorimetry (DSC) —
Part 5: Determination of characteristic reaction-curve temperatures
and times, enthalpy of reaction and degree of conversion
Numéro de référence
©
ISO 2013
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2013
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 1
5 Appareillage et matériaux . 2
6 Éprouvettes . 2
7 Conditions d’essai et conditionnement des éprouvettes . 2
8 Étalonnage . 2
9 Mode opératoire. 2
9.1 Généralités . 2
9.2 Méthode par balayage en température . 2
9.3 Méthode isotherme . 3
10 Détermination des résultats . 4
10.1 Détermination des températures caractéristiques et de l’enthalpie de réaction (méthode
par balayage en température) . 4
10.2 Détermination des temps caractéristiques et de l’enthalpie de réaction
(méthode isotherme) . 5
10.3 Détermination du degré de transformation . 6
11 Fidélité . 9
12 Rapport d’essai . 9
Bibliographie .11
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 11357-5 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 5, Propriétés
physicochimiques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11357-5:1999), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— adaptation de la définition des températures caractéristiques et de la direction correspondant aux
pics endothermiques/exothermiques conformément à l’ISO 11357-1;
— révision de la détermination des résultats;
— révision du rapport d’essai.
L’ISO 11357 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Plastiques — Analyse
calorimétrique différentielle (DSC):
— Partie 1: Principes généraux
— Partie 2: Détermination de la température de transition vitreuse et de la hauteur de palier de
transition vitreuse
— Partie 3: Détermination de la température et de l’enthalpie de fusion et de cristallisation
— Partie 4: Détermination de la capacité thermique massique
— Partie 5: Détermination des températures et temps caractéristiques de la courbe de réaction, de
l’enthalpie de réaction et du degré de transformation
— Partie 6: Détermination du temps d’induction à l’oxydation (OIT isotherme) et de la température
d’induction à l’oxydation (OIT dynamique)
— Partie 7: Détermination de la cinétique de cristallisation
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 11357-5:2013(F)
Plastiques — Analyse calorimétrique différentielle (DSC) —
Partie 5:
Détermination des températures et temps caractéristiques
de la courbe de réaction, de l’enthalpie de réaction et du
degré de transformation
AVERTISSEMENT — Il convient de faire preuve de prudence lorsqu’on travaille en utilisant des
matériaux pouvant présenter une réaction d’emballement ou présenter un caractère dangereux.
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 11357 spécifie une méthode de détermination des températures et temps de
réaction, des enthalpies de réaction et degrés de transformation, en utilisant une analyse calorimétrique
différentielle (DSC).
La méthode est applicable aux monomères, prépolymères et polymères à l’état solide ou liquide. Le
matériau peut contenir des charges et/ou initiateurs à l’état solide ou liquide.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et 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 11357-1, Plastiques — Analyse calorimétrique différentielle (DSC) — Partie 1: Principes généraux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 11357-1 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
polymérisation
procédé de transformation d’un monomère ou d’un mélange de monomères en un polymère
3.2
réticulation
procédé de liaison multiple intermoléculaire covalente ou ionique entre des chaînes de polymères
3.3
degré de transformation
quantité de produit ayant réagi obtenue lors d’une réaction en comparaison avec la quantité maximale
possible de ce produit
Note 1 à l’article: Le degré de transformation dépendra du temps et de la température.
4 Principe
Le principe est spécifié dans l’ISO 11357-1.
La méthode d’essai décrite suit les étapes qui constituent la réaction avec des diagrammes DSC.
5 Appareillage et matériaux
L’appareillage et les matériaux sont spécifiés dans l’ISO 11357-1.
6 Éprouvettes
Les éprouvettes sont spécifiées dans l’ISO 11357-1.
Sauf spécification contraire, utiliser une masse de 5 mg à 20 mg et ajuster la masse de l’éprouvette si
l’effet thermique est trop élevé ou trop faible.
7 Conditions d’essai et conditionnement des éprouvettes
Pour les polymères, les conditions d’essai et le conditionnement de l’éprouvette sont spécifiés dans
l’ISO 11357-1.
Pour les éprouvettes dégageant des constituants volatils, il peut être nécessaire d’effectuer le
conditionnement et l’essai avec l’éprouvette enfermée dans un creuset étanche au gaz, résistant aux
températures et pressions élevées.
Des modes opératoires de conditionnement appropriés doivent faire l’objet d’un accord entre les parties
concernées et être inclus dans le rapport d’essai.
8 Étalonnage
L’étalonnage est spécifié dans l’ISO 11357-1.
9 Mode opératoire
9.1 Généralités
L’essai peut utiliser l’une des deux méthodes suivantes, selon l’information requise:
— méthode par balayage en température;
— méthode isotherme.
9.2 Méthode par balayage en température
La méthode par balayage en température est spécifiée dans l’ISO 11357-1.
Effectuer un balayage en température, de la température ambiante à une température suffisamment
élevée pour obtenir l’enregistrement total du pic de la réaction, à une vitesse de balayage de 5 K/min à
20 K/min. Afin de pouvoir comparer les essais, utiliser la même vitesse de balayage.
La température finale doit être inférieure à la température qui correspond au début de la
décomposition du polymère.
Il peut être utile de procéder à un essai préliminaire pour définir la température de décomposition.
2 © ISO 2013 – Tous droits réservés
9.3 Méthode isotherme
9.3.1 Généralités
La méthode isotherme peut être mise en œuvre de deux manières différentes une fois l’éprouvette
chargée dans le porte-échantillon DSC:
— soit à une température constante;
— soit en démarrant à température ambiante et en chauffant aussi rapidement que possible jusqu’à
atteindre la température de mesurage constante.
NOTE Le choix du mode opératoire dépend du modèle du calorimètre utilisé pour l’essai. Le choix de la
température de mesurage est effectué à partir de l’étude d’un cycle d’essai en mode balayage en température. Il est
de règle que la température soit au voisinage de la température à laquelle le pic obtenu en mode balayage débute.
9.3.2 Méthode à température constante
a) Placer le creuset de référence dans le calorimètre.
b) Régler l’instrument à la température de mesurage voulue.
c) Laisser le calorimètre se stabiliser à la température choisie pendant 5 min.
d) Placer le creuset contenant l’éprouvette dans le calorimètre.
e) Enregistrer le diagramme DSC.
f) Retirer le creuset contenant l’éprouvette et le laisser refroidir jusqu’à température ambiante.
g) Remettre le creuset contenant l’éprouvette dans le calorimètre.
h) Enregistrer à nouveau le diagramme DSC (le second diagramme sera soustrait du premier pour
corriger la perturbation du calorimètre due à l’introduction du creuset).
NOTE Pour ce type d’essai, il est difficile de garantir la répétabilité de l’opération manuelle d’introduction du
creuset dans le calorimètre pour la détermination proprement dite et pour l’essai à blanc. L’état de l’éprouvette
peut également avoir subi des modifications pendant la réaction. La soustraction des deux diagrammes peut par
conséquent introduire une erreur.
9.3.3 Mode opératoire démarrant à température ambiante
a) Placer les creusets (de référence et contenant l’éprouvette) dans le calorimètre, à température ambiante.
b) Augmenter la température du calorimètre, à la plus grande vitesse possible, jusqu’à la température
de mesurage choisie.
c) Enregistrer le diagramme DSC.
d) Laisser le calorimètre refroidir jusqu’à température ambiante.
e) Répéter le processus sans retirer les creusets et enregistrer à nouveau le diagramme DSC (le second
diagramme sera soustrait du premier pour corriger la perturbation du calorimètre due au processus
de chau
...
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ISO
СТАНДАРТ 11357-5
Второе издание
2013-03-15
Пластмассы. Дифференциальная
сканирующая калориметрия (ДСК).
Часть 5.
Определение по кривым ДСК
характеристической температуры и
времени реакции, энтальпии реакции и
степени превращения
Plastics – Differential scanning calorimetry (DSC) –
Part 5: Determination of characteristic reaction-curve temperatures and
times, enthalpy of reaction and degree of conversion
Ответственность за подготовку русской версии несёт GOST R
(Российская Федерация) в соответствии со статьёй 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
©
ISO 2013
ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЕН АВТОРСКИМ ПРАВОМ
© ISO 2013
Все права сохраняются. Если не указано иное, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или
использовать в какой-либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии
и микрофильмы, без предварительного письменного согласия ISO по адресу ниже или членов ISO в стране
регистрации пребывания.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Опубликовано в Швейцарии
ii © ISO 2013 – Все права сохраняются
Содержание Страница
Предисловие .……………………………………………………………………………………………………….iv
1 Область применения .1
2 Нормативные ссылки .1
3 Термины и определения .1
4 Сущность метода.2
5 Аппаратура и материалы.2
6 Образцы для испытания.2
7 Условия испытания и кондиционирование образца.2
8 Калибровка .2
9 Проведение испытания.2
9.1 Общие положения .2
9.2 Метод сканирования температуры.3
9.3 Изотермический метод .3
10 Обработка результатов.4
10.1 Определение характеристических температур и энтальпии реакции (метод
температурного сканирования) .4
10.2 Определение характеристического времени и энтальпии реакции (изотермический
метод) .5
10.3 Определение степени превращения.6
11 Прецизионность.9
12 Протокол испытания.9
Библиография.10
© ISO 2011 – Все права сохраняются iii
Предисловие
Международная организация по стандартизации (ISO) является всемирной федерацией национальных
организаций по стандартизации (комитетов-членов ISO). Разработка международных стандартов
обычно осуществляется техническими комитетами ISO. Каждый комитет-член, заинтересованный в
деятельности, для которой был создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом
комитете. Международные правительственные и неправительственные организации, имеющие связи с
ISO, также принимают участие в работах. Что касается стандартизации в области электротехники, то
ISO работает в тесном сотрудничестве с Международной электротехнической комиссией (IEC).
Проекты международных стандартов разрабатываются в соответствии с правилами Директив ISO/IEC,
Часть 2.
Основной задачей технических комитетов является подготовка международных стандартов. Проекты
международных стандартов, принятые техническими комитетами, рассылаются комитетам-членам на
голосование. Их опубликование в качестве международных стандартов требует одобрения не менее 75 %
комитетов-членов, принимающих участие в голосовании.
Следует иметь в виду, что некоторые элементы настоящего международного стандарта могут быть
объектом патентных прав. Международная организация по стандартизации не может нести
ответственность за идентификацию какого-либо одного или всех патентных прав.
ISO 11357-5 был подготовлен Техническим комитетом ISO/TC 61, Пластмассы, Подкомитетом SC 5,
Физические и химические свойства.
Настоящее второе издание отменяет и заменяет первое издание (ISO 11357-5:1999) после
технического пересмотра. Наиболее важные изменения следующие:
⎯ принятие определения характеристических температур и эндо-/экзотермическое направление в
соответствии с ISO 11357-1;
⎯ пересмотр определения результатов;
⎯ пересмотр протокола испытания.
ISO 11357 включает следующие части под общим названием Пластмассы. Дифференциальная
сканирующая калориметрия (ДСК):
⎯ Часть 1. Общие принципы
⎯ Часть 2. Определение температуры перехода в стеклообразное состояние
⎯ Часть 3. Определение температуры и энтальпии плавления и кристаллизации
⎯ Часть 4. Определение удельной теплоемкости
⎯ Часть 5. Определение по кривым ДСК характеристической температуры и времени реакции,
энтальпии реакции и степени превращения
⎯ Часть 6. Определение периода индукции окисления (изотермическое OIT) и температуры
индукции окисления (динамическое OIT)
⎯ Часть 7. Определение кинетики кристаллизации
iv © ISO 2011 – Все права сохраняются
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ISO 11357-5:2013(R)
Пластмассы. Дифференциальная сканирующая
калориметрия (ДСК).
Часть 5.
Определение по кривым ДСК характеристической
температуры и времени реакции, энтальпии реакции и
степени превращения
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Следует соблюдать осторожность при работе с материалами, которые
могут давать неконтролируемую реакцию или проявлять другие опасные качества.
1 Область применения
Настоящая часть ISO 11357 устанавливает метод определения температур и времени реакций,
энтальпий реакций, и степени превращения с помощью дифференциальной сканирующей
калориметрии.
Этот метод применяется к мономерам, форполимерам и полимерам в твердом или жидком состоянии.
Материал может содержать наполнители и/или инициаторы твердого или жидкого состояния.
2 Нормативные ссылки
Следующие ссылочные документы обязательны для применения данного документа. Для
датированных ссылок применяется только указанное издание. Для недатированных ссылок
применяется самое последнее издание указанного документа (включая все изменения).
ISO 11357-1, Пластмассы. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК). Часть 1: Общие
принципы
3 Термины и определения
В данном документе используются термины и определения, приведенные в ISO 11357-1, а также
следующие.
3.1
полимеризация
polimerization
процесс превращения мономера или смеси мономеров в полимер
3.2
сшивание
crosslinking
процесс образования множественных межмолекулярных ковалентных или ионных связей между
цепочками полимеров
© ISO 2013 – Все права сохраняются 1
3.3
степень превращения
degree of conversion
количество прореагировавшего продукта, полученного во время реакции по сравнению с максимально
возможным количеством этого продукта
ПРИМЕЧАНИЕ 1 к статье Степень превращения будет зависеть от времени и от температуры.
4 Сущность метода
Сущность метода установлена в ISO 11357-1.
Описанный метод испытания указывает различные стадии реакции с помощью кривых ДСК.
5 Аппаратура и материалы
Аппаратура и материалы должны соответствовать ISO 11357-1.
6 Образцы для испытания
Образцы для испытания должны соответствовать ISO 11357-1.
Если нет иных указаний, используют массу от 5 мг до 10 мг и регулируют массу образца, если влияние
температуры слишком велико или слишком мало.
7 Условия испытания и кондиционирование образца
Условия испытания и кондиционирование образцов полимеров должны соответствовать ISO 11357-1.
Для образцов, выделяющих летучие вещества, может потребоваться проведение кондиционирования
и испытания таких образцов в газонепроницаемом тигле, стойком в отношении высоких температур и
давлений.
Подходящие процедуры кондиционирования должны быть согласованы между сторонами-участницами
и включены в протокол испытания.
8 Калибровка
Калибровка должна осуществляться в соответствии с ISO 11357-1.
9 Проведение испытания
9.1 Общие положения
При испытании можно пользоваться одним из двух различных методов в зависимости от того, какая
информация требуется:
⎯ метод сканирования температуры;
⎯ изотермический метод.
2 © ISO 2013 – Все права сохраняются
9.2 Метод сканирования температуры
Этот метод установлен в ISO 11357-1.
Выполняют сканирование температуры, от температуры окружающей среды до температуры,
достаточно высокой, чтобы зарегистрировать весь пик реакции, со скоростью сканирования в
диапазоне от 5 К/мин до 20 К/мин. Используют во всех испытаниях, результаты которых подлежат
сопоставлению, одну и ту же скорость сканирования.
Конечная температура должна быть ниже, чем температура, соответствующая началу разложения полимера.
Можно использовать предварительное испытание для определения температуры разложения.
9.3 Изотермический метод
9.3.1 Общие положения
Изотермический метод можно выполнять двумя различными способами после загрузки образца в тигель ДСК:
⎯ при постоянной температуре;
⎯ начать при температуре окружающей среды и максимально быстро нагреть до достижения
постоянной температуры измерения;
ПРИМЕЧАНИЕ Выбор процедуры будет зависеть от модели калориметра, используемого для испытания.
Температуру измерения выбирают на основе испытания, выполняемого в режиме сканирования температуры.
Температура должна быть близка к температуре, при которой начинается пик, полученный в режиме сканирования.
9.3.2 Метод постоянной температуры
а) Помещают в калориметр контрольный тигель.
b) Устанавливают на приборе желаемую температуру измерения.
с) Выдерживают калориметр для стабилизации при выбранной температуре в течение 5 мин.
d) Помещают тигель с образцом в калориметр.
e) Записывают кривую ДСК.
f) Извлекают тигель с образцом и дают остыть до температуры окружающей среды.
g) Помещают тигель с образцом обратно в калориметр.
h) Записывают кривую ДСК снова (вторая кривая будет вычитаться из первой для коррекции
отклонения прибора, вызванного введением тигля).
ПРИМЕЧАНИЕ При использовании данного метода трудно обеспечить выполнение вручную операции
помещения тигля в калориметр с должной повторяемостью для определения холостого опыта. Кроме того, могут
произойти изменения состояния образца в процессе реакции. Поэтому вычитание этих двух кривых может ввести
погрешность.
9.3.3 Процедура начала с температуры окружающей среды
а) Помещают оба тигля (контрольный и с образцом) в калориметр при температуре окружающей среды.
b) Увеличивают температуру калориметра, с максимально возможно скоростью, до выбранной
температуры измерения.
© ISO 2013 – Все права сохраняются 3
с) Записывают кривую ДСК.
d) Дают калориметру остыть до температуры окружающей среды.
e) Повторяют процесс без извлечения тиглей и записывают кривую ДСК снова (вторую кривую будут
вычитать из первой для коррекции отклонения прибора, вызванного процессом быстрого нагревания).
ПРИМЕЧАНИЕ При использовании этой процедуры могут произойти изменения состояния образца в процессе
реакции. Поэтому вычитание этих двух кривых может ввести погрешность.
9.3.4 Остаточная энтальпия
В конце изотермического испытания, выполненного в соответствии с 9.3.2 или 9.3.3, охлаждают прибор
до температуры окружающей среды, не вынимая образец из держателя. Затем нагревают образец до
температуры ниже температуры разложения образца при той же скорости, как в режиме сканирования
температуры, чтобы определить, имеется ли остаточная энтальпия (т.е. происходит ли
дополнительная реакция). Прибавляют эту энтальпию к изотермическому значению, чтобы получить
общую энтальпию реакции.
10 Обработка результатов
10.1 Определение характеристических температур и энтальпии реакции (метод
температурного сканирования)
См. Рисунок 1. См. также ISO 11357-1.
Обозначение
dQ/dt скорость теплового потока
Т температура
а
Эндотермическое направление.
Рисунок 1 – Кривая ДСК с экзотермическим пиком (метод сканирования температуры)
Температуры, показанные на Рисунке 1, следующие:
T момент начала реакции, соответствующий точке, в которой кривая ДСК отходит от начальной
i,r
экстраполированной базовой линии.
4 © ISO 2013 – Все права сохраняются
T экстраполированная температура начала реакции, соответствующая точке, в которой начальная
ei,r
экстраполированная базовая линия пересекается касательной к кривой в точке перегиба, обе
линии лежат на низкотемпературной стороне кривой;
T максимальная скорость реакции, соответствующая вершине пика;
р,r
T экстраполированная температура, соответствующая точке, в которой конечная
ef,r
экстраполированная базовая линия пересекается касательной к кривой в точке перегиба; обе
линии лежат на высокотемпературной стороне кривой;
T конец реакции, соответствующий возврату кривой ДСК к конечной экстраполированной базовой линии.
f,r
Э
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.