Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of permeability to gases — Part 1: Differential-pressure methods

This document specifies three methods for the determination of the permeability to gases of vulcanized or thermoplastic rubber under a differential partial pressure. The three methods specified are as follows: — a pressure sensor method (using vacuum): for determining the gas transmission rate, gas permeability coefficient, gas diffusion coefficient and gas solubility coefficient; — a simplified sensor method (using applied pressure): for determining the gas permeability coefficient only; — a gas-chromatographic method: for determining the gas transmission rate and gas permeability coefficient. These methods apply to vulcanized and thermoplastic rubbers of hardness not less than 35 IRHD (international rubber hardness degrees) and to both single gases and mixtures of gases.

Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la perméabilité aux gaz — Partie 1: Méthodes à pression différentielle

Le présent document spécifie trois méthodes pour déterminer la perméabilité aux gaz des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques sous une pression différentielle partielle. Les trois méthodes spécifiées sont les suivantes: — une méthode manométrique (utilisant le vide): pour déterminer la vitesse de pénétration du gaz, le coefficient de perméabilité au gaz, le coefficient de diffusion du gaz et le coefficient de solubilité du gaz; — une méthode manométrique simplifiée (utilisant une pression à appliquer): pour déterminer le coefficient de perméabilité au gaz uniquement; — une méthode par chromatographie en phase gazeuse: pour déterminer la vitesse de transmission du gaz et le coefficient de perméabilité au gaz. Ces méthodes sont applicables aux caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques ayant une dureté supérieure ou égale à 35 DIDC (degrés internationaux de dureté du caoutchouc) et aux gaz utilisés seuls ou sous forme de mélanges.

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Published
Publication Date
31-Mar-2022
Current Stage
5020 - FDIS ballot initiated: 2 months. Proof sent to secretariat
Start Date
27-Dec-2021
Completion Date
27-Dec-2021
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ISO 2782-1:2022 - Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of permeability to gases — Part 1: Differential-pressure methods Released:4/1/2022
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 2782-1
Third edition
2022-04
Rubber, vulcanized or
thermoplastic — Determination of
permeability to gases —
Part 1:
Differential-pressure methods
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la
perméabilité aux gaz —
Partie 1: Méthodes à pression différentielle
Reference number
ISO 2782-1:2022(E)
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ISO 2782-1:2022(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction .............................................................................................................................................................................................................................. vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ..................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions .................................................................................................................................................................................... 1

4 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

5 Pressure sensor method .............................................................................................................................................................................. 2

5.1 Apparatus .................................................................................................................................................................................................... 2

5.2 Calibration .................................................................................................................................................................................................. 4

5.3 Test gas .......................................................................................................................................................................................................... 4

5.4 Test pieces ................................................................................................................................................................................................... 5

5.4.1 Shape and dimensions ................................................................................................................................................... 5

5.4.2 Preparation ............................................................................................................................................................................. 5

5.4.3 Number of test pieces ..................................................................................................................................................... 5

5.4.4 Measurement of thickness ......................................................................................................................................... 5

5.4.5 Time interval between forming and testing .............................................................................................. 5

5.5 Conditioning.............................................................................................................................................................................................. 5

5.6 Test conditions ........................................................................................................................................................................................ 5

5.7 Gas transmission area ........................................................................................................................................... ........................... 6

5.8 Procedure .................................................................................................................................................................................................... 6

5.9 Calculation and expression of results ................................................................................................................................ 7

5.9.1 Gas transmission rate .................................................................................................................................................... 7

5.9.2 Gas permeability coefficient .................................................................................................................................... 8

5.9.3 Gas diffusion coefficient .............................................................................................................................................. 8

5.9.4 Gas solubility coefficient ............................................................................................................................................. 8

6 Simplified pressure sensor method ................................................................................................................................................ 9

6.1 Apparatus .................................................................................................................................................................................................... 9

6.1.1 Test cell ....................................................................................................................................................................................... 9

6.1.2 Test piece support ............................................................................................................................................................. 9

6.1.3 Two pressure sensors .................................................................................................................................................... 9

6.1.4 Test gas supply reservoir ............................................................................................................................................ 9

6.1.5 Temperature sensor ........................................................................................................................................................ 9

6.2 Calibration ............................................................................................................................................................................................... 10

6.3 Test gas ....................................................................................................................................................................................................... 10

6.4 Test pieces ................................................................................................................................................................................................ 11

6.4.1 Shape and dimensions ................................................................................................................................................ 11

6.4.2 Preparation .......................................................................................................................................................................... 11

6.4.3 Number of test pieces .................................................................................................................................................. 11

6.4.4 Measurement of thickness ...................................................................................................................................... 11

6.4.5 Time interval between forming and testing ........................................................................................... 11

6.5 Conditioning........................................................................................................................................................................................... 11

6.6 Test conditions ..................................................................................................................................................................................... 11

6.7 Gas transmission area ........................................................................................................................................... ........................ 11

6.8 Procedure ................................................................................................................................................................................................. 11

6.9 Calculation and expression of results .............................................................................................................................12

6.9.1 Gas permeability coefficient .................................................................................................................................12

7 Gas-chromatographic method ........................................................................................................................................... .................12

7.1 Apparatus .................................................................................................................................................................................................12

7.2 Calibration ............................................................................................................................................................................................... 14

7.3 Test gas ....................................................................................................................................................................................................... 14

7.4 Carrier gas ............................................................................................................................................................................................... 14

7.5 Test pieces ........................................................................................................................................... ..................................................... 14

iii
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ISO 2782-1:2022(E)

7.5.1 Shape and dimensions ................................................................................................................................................ 14

7.5.2 Preparation .......................................................................................................................................................................... 14

7.5.3 Number of test pieces .................................................................................................................................................. 14

7.5.4 Measurement of thickness ...................................................................................................................................... 14

7.5.5 Time interval between forming and testing ........................................................................................... 14

7.6 Conditioning........................................................................................................................................................................................... 14

7.7 Test conditions ..................................................................................................................................................................................... 14

7.8 Gas transmission area ........................................................................................................................................... ........................ 14

7.9 Calibration curve ............................................................................................................................................................................... 14

7.10 Procedure ................................................................................................................................................................................................. 15

7.11 Calculation and expression of results ............................................................................................................................. 16

7.11.1 Gas transmission rate ................................................................................................................................................. 16

7.11.2 Gas permeability coefficient ................................................................................................................................. 16

8 Test report ...............................................................................................................................................................................................................16

Annex A (normative) Calibration schedule ........................................................................................................................................... .....18

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ISO 2782-1:2022(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to

the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see

www.iso.org/iso/foreword.html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products,

Subcommittee SC 2, Testing and analysis.

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 2782-1:2016), of which it constitutes a

minor revision.
The main changes are as follows:
— editorially revised to update references.

— editorially revised to take into account the updated ISO/IEC Directives, Part 2.

A list of all parts in the ISO 2782 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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ISO 2782-1:2022(E)
Introduction

The measurement of the permeability of rubber to gases is important in the evaluation of compounds for

products such as inner tubes, tubeless-tyre liners, hoses, balloons and other gas-containing products,

as well as seals and diaphragms. The measurement is also of theoretical importance in the study of the

characteristics of gas diffusion and gas solubility in relation to polymer structure.

This document proposes three different methods. The first one is the pressure sensor method which

allows a complete characterization of a material. The second one is a simplified pressure sensor

method which is appropriate when only the gas permeability coefficient is needed (e.g. routine control,

specification verification, design). The third one is the gas-chromatographic method.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 2782-1:2022(E)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of
permeability to gases —
Part 1:
Differential-pressure methods

WARNING 1 — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.

This document 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

take legal compliance into consideration.

WARNING 2 — Certain procedures specified in this document can involve the use or generation

of substances, or the generation of waste, that can constitute a local environmental hazard.

Reference should be made to appropriate documentation on safe handling and disposal after

use.
1 Scope

This document specifies three methods for the determination of the permeability to gases of vulcanized

or thermoplastic rubber under a differential partial pressure.
The three methods specified are as follows:

— a pressure sensor method (using vacuum): for determining the gas transmission rate, gas

permeability coefficient, gas diffusion coefficient and gas solubility coefficient;

— a simplified sensor method (using applied pressure): for determining the gas permeability coefficient

only;

— a gas-chromatographic method: for determining the gas transmission rate and gas permeability

coefficient.

These methods apply to vulcanized and thermoplastic rubbers of hardness not less than 35 IRHD

(international rubber hardness degrees) and to both single gases and mixtures of gases.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 18899:2013, Rubber — Guide to the calibration of test equipment

ISO 23529:2016, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test

methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
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ISO 2782-1:2022(E)
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
gas transmission rate

number of moles of test gas passing through a test piece per unit area, per unit time, with unit partial-

pressure difference between the two sides of the test piece
3.2
gas permeability coefficient

number of moles of test gas passing through a test piece of unit thickness, per unit area, per unit time,

with unit partial-pressure difference between the two sides of the test piece
3.3
gas diffusion coefficient

quantity of test gas passing, by diffusion, through a test piece of unit thickness, per unit area, per unit

time, where there is a unit gas concentration gradient across the test piece
3.4
gas solubility coefficient

test gas concentration inside a test piece divided by the partial pressure of the test gas at the surface of

the test piece
3.5
gas transmission curve

curve, plotted against time, of the pressure change on the low-pressure side

of the test cell until gas transmission reaches a steady state
Note 1 to entry: A gas transmission curve is illustrated in Figure 2.
4 Principle

The cavity of a test cell, maintained at a constant temperature, is divided by a test piece into a high-

pressure and a low-pressure side. The high-pressure side of the cell is filled with the test gas. The

quantity of gas that diffuses through the test piece to the low-pressure side is determined by a pressure

sensor or by a gas chromatograph.

In the pressure sensor method, the gas transmission rate, gas permeability coefficient, gas diffusion

coefficient and gas solubility coefficient are measured, producing an average value for a gas mixture.

In the simplified pressure sensor method only, the gas permeability coefficient is measured. In the gas-

chromatographic method, measurements are possible on test gases containing water vapour, and it is

also possible to analyse mixtures of gases to determine the components.
5 Pressure sensor method
5.1 Apparatus

The apparatus consists of the test cell, pressure sensors, a test gas supply reservoir, a vacuum pump

and associated tubing and valves. An example of a test apparatus is shown in Figure 1.

5.1.1 Test cell, consisting of a low-pressure side and a high-pressure side, such that, when a test

piece is mounted in it, the gas transmission area is clearly defined. The high-pressure side has an inlet

port to supply test gas, and a pressure sensor is connected to the low-pressure side to detect the change

in pressure caused by the gas transmitted through the test piece. The surfaces of the two halves of

the cell which make contact with the test piece shall be smooth and flat to prevent any leakage of gas.

A seal such as an O-ring may be used between these areas and the test piece, in which case the gas

transmission rate of the seal shall be considerably lower than that of the material being tested so that it

does not affect the result of the test. The material of the test cell shall be unreactive with regard to the

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ISO 2782-1:2022(E)

test gas and shall not absorb the gas used. The diameter of the gas transmission area shall be within the

range 10 mm to 150 mm, depending on the gas transmission rate expected.

The cell shall be equipped with a heating system capable of raising the temperature to 80 °C. The

temperature accuracy shall be ± 1 °C for temperatures from 40 °C to 80 °C.

NOTE Examples of a heating system are an electric heating jacket and an oven designed to hold the test cell

and test gas supply reservoir.

5.1.2 Test piece support, installed on the low-pressure side of the test cell in order to prevent

deformation of the test piece due to the pressure difference between the high- and low-pressure sides.

Any material, such as filter paper or wire mesh, that does not affect the result of the test may be used.

When using filter paper, paper such as that used in chemical analysis is recommended, of thickness

0,1 mm to 0,3 mm, depending on the depth of the low-pressure side of the cell.

5.1.3 Two pressure sensors, the first, capable of reading to within 5 Pa or better, to measure the

change in pressure on the low-pressure side of the test cell. A vacuum gauge with no mercury, an

electronic diaphragm-type sensor or other suitable sensor shall be used as this pressure sensor. The

second, capable of reading to within 1 % or better, is used to measure the pressure of the test gas supply

reservoir.

5.1.4 Test gas supply reservoir, for supplying test gas at a constant pressure to the high-pressure

side of the test cell. The volume of the reservoir shall be sufficient to ensure that the pressure drop on

the high-pressure side, due to transmission of the test gas through the test piece to the low-pressure

side during the test, does not exceed 1 % of the test pressure.

5.1.5 Vacuum pump, capable of evacuating the test cell to a pressure of 10 Pa or lower.

5.1.6 Temperature sensor, fitted in the test cell, for measuring the test temperature, and capable of

reading to within 0,1 °C or better.
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ISO 2782-1:2022(E)
Key
1 high-pressure side of test cell
2 low-pressure side of test cell
3 test piece
4 test piece support
5 temperature sensor
6 sealing ring
7 test gas supply reservoir
8 pressure gauge for test gas supply reservoir
9 pressure sensor for low-pressure side of test cell
10 test gas cylinder
11 vacuum pump
12 valve 1
13 valve 2
14 valve 3
15 valve 4
16 signal amplifier
17 pressure-reducing valve
18 data-processing unit
19 diameter of gas transmission area
NOTE Diagram at right shows an exploded view of the test cell.

Figure 1 — Example of apparatus for gas permeability measurement (pressure sensor method)

5.2 Calibration

The test apparatus shall be calibrated in accordance with the schedule given in Annex A.

5.3 Test gas

Use a single gas, such as nitrogen, oxygen or hydrogen, or a mixture of gases, such as air, liquefied

petroleum gas (in gaseous form) or coal gas. The purity of a single gas or the purity of each component

in a gas mixture shall be 99,5 % by volume or higher, unless otherwise agreed between the interested

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ISO 2782-1:2022(E)

parties, in which case a gas of lower purity may be used. The test gas shall not include any impurity that

might affect the measurement.

When using a gas mixture, the purity of each component shall be verified in advance with a suitable

instrument, such as a gas chromatograph.

When using a toxic and/or flammable gas, all necessary precautions should be taken in its use and in its

recovery or disposal.
5.4 Test pieces
5.4.1 Shape and dimensions

The test pieces shall be of uniform shape and have a thickness of more than 0,1 mm but less than

2,2 mm, unless otherwise agreed between the interested parties. The test pieces shall be large enough

to extend across the full width of the test cell and to be clamped between the flat edges of the two

halves of the test cell (see 5.1.1).
5.4.2 Preparation

The test pieces shall be cut out and prepared in accordance with ISO 23529. Any test piece containing

foreign matter, air bubbles, scratches or holes shall be discarded.
5.4.3 Number of test pieces

Three or more test pieces shall be used except when testing for quality control purposes, in which case

the number of test pieces may be reduced.
5.4.4 Measurement of thickness

Measure the thickness of each test piece at five or more points, including the centre of the gas

transmission area, to the nearest 0,01 mm using method A specified in ISO 23529:2016, and take the

arithmetic mean of the measurements. No single measurement on a test piece shall deviate by more

than 10 % from the mean for that test piece, and the mean value for any one test piece shall not deviate

by more than 10 % from the mean value for all the test pieces measured.
5.4.5 Time interval between forming and testing

The time interval between forming and testing shall be in accordance with ISO 23529.

Samples and test pieces shall be stored in accordance with ISO 23529 during the interval between

forming and testing.
5.5 Conditioning

The minimum time between forming and the commencement of conditioning of the test pieces shall be

16 h.

Unless otherwise required in the material specification or agreed between the interested parties, the

material shall be conditioned before testing for 16 h to 24 h at a standard laboratory temperature and

humidity specified in ISO 23529. When using a test piece that can be easily affected by moisture, dry it

for more than 48 h at the test temperature in a desiccator containing a suitable drying agent, such as

anhydrous calcium chloride.
5.6 Test conditions
5.6.1 The laboratory conditions shall be in accordance with ISO 23529.
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ISO 2782-1:2022(E)

5.6.2 The test shall be conducted at the same temperature as was used to condition the test pieces

(see 5.5). The test temperature shall be measured by means of the temperature sensor fitted in the test

cell.
5.7 Gas transmission area

The gas transmission area A shall be calculated from the internal diameter of the test cell or, if a sealing

ring is used, from the internal diameter of the sealing ring.
5.8 Procedure
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 2782-1
Troisième édition
2022-04
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Détermination de
la perméabilité aux gaz —
Partie 1:
Méthodes à pression différentielle
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of
permeability to gases —
Part 1: Differential-pressure methods
Numéro de référence
ISO 2782-1:2022(F)
© ISO 2022
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ISO 2782-1:2022(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, 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, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
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ISO 2782-1:2022(F)
Sommaire Page

Avant-propos ...............................................................................................................................................................................................................................v

Introduction .............................................................................................................................................................................................................................. vi

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ..................................................................................................................................................................................1

3 Termes et définitions ...................................................................................................................................................................................... 1

4 Principe.......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Méthode manométrique ..............................................................................................................................................................................2

5.1 Appareillage .............................................................................................................................................................................................. 2

5.2 Étalonnage .................................................................................................................................................................................................. 4

5.3 Gaz d’essai ................................................................................................................................................................................................... 4

5.4 Éprouvettes ............................................................................................................................................................................................... 5

5.4.1 Forme et dimensions ...................................................................................................................................................... 5

5.4.2 Préparation ............................................................................................................................................................................. 5

5.4.3 Nombre d'éprouvettes ................................................................................................................................................... 5

5.4.4 Mesurage de l’épaisseur ............................................................................................................................................... 5

5.4.5 Délai entre mise en forme et essai ...................................................................................................................... 5

5.5 Conditionnement .................................................................................................................................................................................. 5

5.6 Conditions d’essai ......... ........................................................................................................................................................................ 5

5.7 Surface de pénétration du gaz .................................................................................................................................................. 5

5.8 Mode opératoire .................................................................................................................................................................................... 6

5.9 Calcul et expression des résultats ......................................................................................................................................... 7

5.9.1 Vitesse de pénétration du gaz ................................................................................................................................. 7

5.9.2 Coefficient de perméabilité au gaz ..................................................................................................................... 8

5.9.3 Coefficient de diffusion du gaz ............................................................................................................................... 8

5.9.4 Coefficient de solubilité du gaz .............................................................................................................................. 8

6 Méthode manométrique simplifiée ................................................................................................................................................. 9

6.1 Appareillage .............................................................................................................................................................................................. 9

6.1.1 Cellule d’essai ........................................................................................................................................................................ 9

6.1.2 Support d’éprouvette ...................................................................................................................................................... 9

6.1.3 Deux manomètres ............................................................................................................................................................. 9

6.1.4 Réservoir d’alimentation en gaz d’essai ......................................................................................................... 9

6.1.5 Capteur de température .............................................................................................................................................. 9

6.2 Étalonnage ............................................................................................................................................................................................... 10

6.3 Gaz d’essai ................................................................................................................................................................................................ 10

6.4 Éprouvettes ............................................................................................................................................................................................ 10

6.4.1 Forme et dimensions ................................................................................................................................................... 10

6.4.2 Préparation .......................................................................................................................................................................... 10

6.4.3 Nombre d'éprouvettes ................................................................................................................................................ 11

6.4.4 Mesurage de l’épaisseur ............................................................................................................................................ 11

6.4.5 Délai entre mise en forme et essai ................................................................................................................... 11

6.5 Conditionnement ............................................................................................................................................................................... 11

6.6 Conditions d’essai ......... ..................................................................................................................................................................... 11

6.7 Surface de pénétration du gaz ............................................................................................................................................... 11

6.8 Mode opératoire ................................................................................................................................................................................. 11

6.9 Calcul et expression des résultats ......................................................................................................................................12

6.9.1 Coefficient de perméabilité au gaz ..................................................................................................................12

7 Méthode par chromatographie en phase gazeuse ........................................................................................................12

7.1 Appareillage ........................................................................................................................................................................................... 12

7.2 Étalonnage ............................................................................................................................................................................................... 13

7.3 Gaz d’essai ................................................................................................................................................................................................13

7.4 Gaz vecteur ............................................................................................................................................................................................. 13

7.5 Éprouvettes ............................................................................................................................................................................................ 14

iii
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ISO 2782-1:2022(F)

7.5.1 Forme et dimensions ................................................................................................................................................... 14

7.5.2 Préparation .......................................................................................................................................................................... 14

7.5.3 Nombre d'éprouvettes ................................................................................................................................................ 14

7.5.4 Mesurage de l’épaisseur ............................................................................................................................................ 14

7.5.5 Délai entre mise en forme et essai ................................................................................................................... 14

7.6 Conditionnement ............................................................................................................................................................................... 14

7.7 Conditions d’essai ......... ..................................................................................................................................................................... 14

7.8 Surface de pénétration du gaz ............................................................................................................................................... 14

7.9 Courbe d’étalonnage ....................................................................................................................................................................... 14

7.10 Mode opératoire ................................................................................................................................................................................. 14

7.11 Calcul et expression des résultats ...................................................................................................................................... 15

7.11.1 Vitesse de pénétration du gaz .............................................................................................................................. 15

7.11.2 Coefficient de perméabilité au gaz .................................................................................................................. 16

8 Rapport d’essai ...................................................................................................................................................................................................16

Annexe A (normative) Programme d'étalonnage ...............................................................................................................................18

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ISO 2782-1:2022(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a

été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir

www.iso.org/directives).

L'attention est attirée 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 nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base

d'élastomères, sous-comité SC 2, Essais et analyses.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 2782-1:2016) dont elle constitue

une révision mineure.
Les principales modifications sont les suivantes:
— révision éditoriale pour mise à jour des références.

— révision éditoriale pour tenir compte de la mise à jour des Directives ISO/IEC, Partie 2.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 2782 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
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ISO 2782-1:2022(F)
Introduction

La mesure de la perméabilité aux gaz du caoutchouc est importante pour l'évaluation des mélanges

utilisés dans la fabrication d'articles tels que chambres à air, revêtements intérieurs de pneus sans

chambre à air, tuyaux, ballons et autres produits devant contenir des gaz, ainsi que joints d'étanchéité

et membranes. Cette mesure est en outre importante sur un plan théorique pour étudier les

caractéristiques de diffusion et de solubilité des gaz en relation avec la structure des polymères.

Le présent document propose trois méthodes différentes. La première est la méthode manométrique

qui permet une caractérisation complète du matériau. La seconde est une méthode manométrique

simplifiée qui convient lorsque seul le coefficient de perméabilité au gaz est nécessaire (par exemple,

contrôle de routine, vérification des spécifications, conception). La troisième est la méthode par

chromatographie en phase gazeuse.
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NORME INTERNATIONALE ISO 2782-1:2022(F)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique —
Détermination de la perméabilité aux gaz —
Partie 1:
Méthodes à pression différentielle

AVERTISSEMENT 1 — Il convient que l'utilisateur du présent document connaisse bien les

pratiques courantes de laboratoire. Le présent document n'a pas pour but de traiter tous les

problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur

d'établir des pratiques appropriées en matière d'hygiène et de sécurité, et de tenir compte de

toute réglementation.

AVERTISSEMENT 2 — Certains modes opératoires spécifiés dans le présent document peuvent

impliquer l’utilisation ou la génération de substances ou de déchets qui peuvent constituer un

danger pour l’environnement local. Il convient de se référer à la documentation appropriée pour

leur manipulation et leur élimination après utilisation.
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie trois méthodes pour déterminer la perméabilité aux gaz des caoutchoucs

vulcanisés ou thermoplastiques sous une pression différentielle partielle.
Les trois méthodes spécifiées sont les suivantes:

— une méthode manométrique (utilisant le vide): pour déterminer la vitesse de pénétration du gaz, le

coefficient de perméabilité au gaz, le coefficient de diffusion du gaz et le coefficient de solubilité du

gaz;

— une méthode manométrique simplifiée (utilisant une pression à appliquer): pour déterminer le

coefficient de perméabilité au gaz uniquement;

— une méthode par chromatographie en phase gazeuse: pour déterminer la vitesse de transmission

du gaz et le coefficient de perméabilité au gaz.

Ces méthodes sont applicables aux caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques ayant une dureté

supérieure ou égale à 35 DIDC (degrés internationaux de dureté du caoutchouc) et aux gaz utilisés seuls

ou sous forme de mélanges.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences 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 18899:2013, Caoutchouc — Guide pour l'étalonnage du matériel d'essai

ISO 23529:2016, Caoutchouc — Procédures générales pour la préparation et le conditionnement des

éprouvettes pour les méthodes d'essais physiques
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions suivants s'appliquent.

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ISO 2782-1:2022(F)

L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
vitesse de pénétration du gaz

nombre de moles d'un gaz d’essai qui traverse une éprouvette, par unité de surface, par unité de temps

avec une pression différentielle partielle unitaire entre les deux côtés de l’éprouvette

3.2
coefficient de perméabilité au gaz

nombre de moles d'un gaz d’essai qui traverse une éprouvette d’épaisseur unitaire, par unité de surface,

par unité de temps avec une pression différentielle partielle unitaire entre les deux côtés de l’éprouvette

3.3
coefficient de diffusion du gaz

quantité de gaz d’essai qui traverse, par diffusion, une éprouvette d’épaisseur unitaire, par unité de

surface, par unité de temps lorsqu’il existe un gradient de concentration en gaz unitaire à travers

l’éprouvette
3.4
coefficient de solubilité du gaz

concentration en gaz d’essai à l’intérieur d’une éprouvette divisé par la pression partielle du gaz d’essai

à la surface de l’éprouvette
3.5
courbe de pénétration du gaz

courbe, tracée en fonction du temps, de la variation de pression du côté

basse pression de la cellule d’essai jusqu’à ce que la pénétration du gaz atteigne un état d’équilibre

Note 1 à l'article: Une courbe de pénétration du gaz est illustrée à la Figure 2.

4 Principe

La chambre d'une cellule d'essai, maintenue à température constante, est partagée par une éprouvette

en un côté haute pression et un côté basse pression. Le côté haute pression de la cellule est rempli

avec le gaz d’essai. La quantité de gaz qui pénètre à travers l’éprouvette vers le côté basse pression est

déterminée par un manomètre ou un chromatographe en phase gazeuse.

Dans la méthode manométrique, la vitesse de pénétration du gaz, le coefficient de perméabilité au gaz,

le coefficient de diffusion du gaz et le coefficient de solubilité du gaz sont mesurés, donnant une valeur

moyenne pour un mélange gazeux. Dans la méthode manométrique simplifiée, seul le coefficient de

perméabilité au gaz est mesuré. Dans la méthode par chromatographie en phase gazeuse, les mesurages

avec des gaz d’essai contenant de la vapeur d’eau sont possibles, et il est également possible d'analyser

des mélanges de gaz pour en déterminer les composants.
5 Méthode manométrique
5.1 Appareillage

L’appareillage est constitué d’une cellule d’essai, de manomètres, d’un réservoir d’alimentation en gaz

d’essai, d’une pompe à vide et de tuyauteries et de robinets associés. Un exemple d’appareillage d’essai

est représenté à la Figure 1.
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5.1.1 Cellule d'essai, constituée d’un côté basse pression et d’un côté haute pression, de façon que

lorsqu’une éprouvette est montée à l’intérieur, la surface de pénétration du gaz soit clairement définie.

Le côté haute pression possède un orifice d’alimentation en gaz d’essai et un manomètre est connecté

au côté basse pression pour détecter la variation de pression due à la pénétration du gaz à travers

l'éprouvette. Les surfaces des deux moitiés de la cellule en contact avec l’éprouvette doivent être lisses et

planes pour éviter les fuites de gaz. Un joint tel qu’un joint torique peut être utilisé entre ces surfaces et

l’éprouvette, dans ce cas la vitesse de pénétration du gaz dans le joint doit être négligeable par rapport à

celle du matériau soumis à essai de façon à ne pas affecter le résultat de l’essai. Le matériau de la cellule

d'essai doit être inerte vis-à-vis du gaz d’essai et ne doit pas absorber le gaz utilisé. Le diamètre de la

surface de pénétration de gaz doit être compris entre 10 mm et 150 mm, selon la vitesse de pénétration

du gaz attendue.

La cellule doit être équipée d’un système de chauffage, permettant d’atteindre une température de

80 °C. L’exactitude de la température doit être de ±1 °C pour les températures comprises entre 40 °C et

80 °C.

NOTE Des exemples de systèmes de chauffage sont une chemise chauffante électrique et une étuve conçue

de manière à contenir la cellule d'essai et le réservoir d’alimentation en gaz d'essai.

5.1.2 Support d’éprouvette, installé du côté basse pression de la cellule d'essai de façon à éviter la

déformation de l’éprouvette due à la différence de pression entre les côtés haute et basse pression. Tout

matériel tel que papier-filtre ou grille métallique n’affectant pas le résultat de l’essai peut être utilisé.

Lors de l’utilisation d’un papier-filtre, le papier prévu pour être utilisé dans les analyses chimiques est

recommandé, d’épaisseur comprise entre 0,1 mm et 0,3 mm, selon la profondeur du côté basse pression

de la cellule.

5.1.3 Deux manomètres, le premier permettant une lecture à 5 Pa près ou mieux, pour mesurer la

variation de pression du côté basse pression de la cellule d'essai. Un manomètre à vide sans mercure,

un capteur électronique à membrane ou tout autre capteur approprié doivent être utilisés pour ce type

de manomètre. Le deuxième, permettant une lecture à 1 % près ou mieux, est utilisé pour mesurer la

pression du réservoir de gaz d’essai.

5.1.4 Réservoir d’alimentation en gaz d’essai, pour l’alimentation en gaz d’essai à une pression

constante, du côté haute pression de la cellule d'essai. Le volume du réservoir doit être suffisant

afin d’assurer que la perte de pression du côté haute pression, due à la pénétration du gaz à travers

l'éprouvette vers le côté basse pression pendant l’essai, ne soit pas supérieure à 1 % de la pression

d’essai.

5.1.5 Pompe à vide, capable d’abaisser la pression de la cellule d'essai à une pression de 10 Pa ou

moins.

5.1.6 Capteur de température, installé dans la cellule d’essai, pour mesurer la température d’essai,

et permettant une lecture à 0,1 °C près ou mieux.
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ISO 2782-1:2022(F)
Légende
1 côté haute pression de la cellule d’essai 11 pompe à vide
2 côté basse pression de la cellule d’essai 12 robinet 1
3 éprouvette 13 robinet 2
4 support d’éprouvette 14 robinet 3
5 capteur de température 15 robinet 4
6 joint d'étanchéité 16 amplificateur de signal
7 réservoir d’alimentation en gaz d’essai 17 détendeur

8 manomètre pour le réservoir d’alimentation en gaz d’essai 18 unité de traitement des données

9 capteur de pression pour le côté basse pression 19 diamètre de la surface de pénétration du gaz

de la cellule d'essai
10 bouteille de gaz d’essai
NOTE Le schéma de droite représente une vue éclatée de la cellule d'essai.
Figure 1 — Exemple d’appareillage pour la mesure de perméabilité au gaz
(méthode manométrique)
5.2 Étalonnage

L’appareillage d’essai doit être étalonné conformément au programme donné dans l’Annexe A.

5.3 Gaz d’essai

Utiliser un gaz simple tel que azote, oxygène, hydrogène, ou un mélange de gaz tel que air, gaz de

pétrole liquéfié (sous forme gazeuse) ou gaz de houille. La pureté du gaz unique ou la pureté de chaque

composant du mélange de gaz doit être d’au moins 99,5 % en volume, sauf en cas d'accord contraire

entre les parties intéressées, auquel cas un gaz de pureté inférieure peut être utilisé. Le gaz d'essai ne

doit pas contenir d’impuretés pouvant affecter le mesurage.

Lors de l’utilisation d’un mélange de gaz, la pureté de chaque composant doit être vérifiée à l'avance

avec un instrument approprié, tel qu'un chromatographe en phase gazeuse.

Si un gaz toxique et/ou inflammable est utilisé, il convient de prendre toutes les précautions nécessaires

pour son utilisation et sa récupération ou son élimination.
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ISO 2782-1:2022(F)
5.4 Éprouvettes
5.4.1 Forme et dimensions

Les éprouvettes doivent être de forme uniforme et avoir une épaisseur de plus de 0,1 mm mais inférieure

à 2,2 mm, sauf en cas d'accord contraire entre les parties intéressées. Les éprouvettes doivent être

assez grandes pour couvrir toute la largeur de la cellule d'essai et pour pouvoir être serrées entre les

bords plats des deux moitiés de la cellule d'essai (voir 5.1.1).
5.4.2 Préparation

Les éprouvettes doivent être découpées et préparées conformément à l’ISO 23529. Toute éprouvette

contenant des corps étrangers, bulles d’air, rayures ou trous doit être mise au rebut.

5.4.3 Nombre d'éprouvettes

Au moins trois éprouvettes doivent être utilisées, sauf lors d'essais effectués dans le cadre du contrôle

qualité, auquel cas le nombre d’éprouvettes peut être réduit.
5.4.4 Mesurage de l’épaisseur
Mesurer l'épaisseur de chaque ép
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.