ISO 307:2003
(Main)Plastics — Polyamides — Determination of viscosity number
Plastics — Polyamides — Determination of viscosity number
ISO 307:2003 specifies a method for the determination of the viscosity number (also referred to as reduced viscosity) of dilute solutions of polyamides in certain specified solvents. The method is applicable to the polyamides designated PA 46, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 11, PA 12, PA 6T/66 and PA MXD6 as defined in ISO 1874-1, as well as to copolyamides and other polyamides that are soluble in one of the specified solvents under the specified conditions. The method is not applicable to polyamides produced by anionic polymerization of lactams or produced with crosslinking agents; such polyamides are normally insoluble in the specified solvents.
Plastiques — Polyamides — Détermination de l'indice de viscosité
L'ISO 307:2003 spécifie une méthode pour la détermination de I'indice de viscosité des solutions diluées de polyamides dans certains solvants spécifiés. La méthode est applicable aux polyamides désignés PA 46, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 11, PA 12, PA 6T/66 et PA MXD6, tels que définis dans I'ISO 1874-1, ainsi qu'aux copolyamides et autres polyamides solubles dans I'un des solvants spécifiés dans les conditions spécifiées. La méthode n'est pas applicable aux polyamides obtenus par polymérisation anionique des lactames ou produits avec des agents de réticulation; de tels polyamides sont normalement insolubles dans les solvants spécifiés.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 307
Fourth edition
2003-08-15
Plastics — Polyamides — Determination
of viscosity number
Plastiques — Polyamides — Détermination de l'indice de viscosité
Reference number
ISO 307:2003(E)
©
ISO 2003
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ISO 307:2003(E)
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Principle . 2
5 Reagents and materials. 2
6 Apparatus. 3
7 Preparation of test samples. 4
8 Calculation of mass of test portion. 5
9 Selection of solvent . 6
10 Procedure. 7
11 Expression of results. 9
12 Repeatability and reproducibility . 9
13 Relationship between the viscosity number determined in 96 % (by mass) sulfuric acid
solution and viscosity number determined in various other solvents. 9
14 Test report. 18
Annex A (normative) Determination of the concentration of commercial sulfuric acid [95 % (by
mass) to 97 % (by mass)] and adjustment to 96 % (by mass). 20
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ISO 307:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 307 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 9, Thermoplastic
materials.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 307:1994), which has been technically revised.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 307:2003(E)
Plastics — Polyamides — Determination of viscosity number
1 Scope
This International Standard specifies a method for the determination of the viscosity number (also referred to
as reduced viscosity) of dilute solutions of polyamides in certain specified solvents.
The method is applicable to the polyamides designated PA 46, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 11,
PA 12, PA 6T/66 and PA MXD6 as defined in ISO 1874-1, as well as to copolyamides and other polyamides
that are soluble in one of the specified solvents under the specified conditions.
The method is not applicable to polyamides produced by anionic polymerization of lactams or produced with
crosslinking agents; such polyamides are normally insoluble in the specified solvents.
In general, polyamide samples have to be completely soluble in the solvents mentioned, and the additives
contained in them (e.g. reinforcement fibres, flame-retardants and modifiers) must not interfere with the
viscosity measurement. However, the method can be used for production control of compounds containing
additives which interfere with the viscosity measurement. In such cases, a particular compound in a particular
solvent will have a specific viscosity number which, in principle, cannot be converted from one solvent to
another except by means of a relationship specific to the compound concerned. Viscosity numbers converted
in this way are only suitable for inter-product comparisons.
The viscosity number is determined by the general procedure specified in ISO 1628-1, observing the particular
conditions specified in this International Standard.
The determination of the viscosity number of a polyamide provides a measure of the relative molecular mass
of the polymer.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1042:1998, Laboratory glassware — One-mark volumetric flasks
ISO 1628-1:1998, Plastics — Determination of the viscosity of polymers in dilute solution using capillary
viscometers — Part 1: General principles
ISO 1874-1:1992, Plastics — Polyamide (PA) moulding and extrusion materials — Part 1: Designation
ISO 3105:1994, Glass capillary kinematic viscometers — Specifications and operating instructions
ISO 3451-4:1998, Plastics — Determination of ash — Part 4: Polyamides
ISO 6427:1992, Plastics — Determination of matter extractable by organic solvents (conventional methods)
ISO 15512:1999, Plastics — Determination of water content
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ISO 307:2003(E)
ASTM D 789-98, Standard Test Methods for Determination of Relative Viscosity and Moisture Content of
Polyamide (PA)
JIS K 6920-2:2000, Plastics — Polyamide (PA) moulding and extrusion materials — Part 2: Preparation of test
specimens and determination of properties
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1628-1 and the following apply.
3.1
viscosity number
VN
〈of a polymer〉 the value given by the equation
η 1
VN=−1× (1)
η c
0
where
η is the viscosity of a solution of the polymer in a specified solvent;
η is the viscosity of the solvent, expressed in the same units as η;
0
c is the concentration, in grams per millilitre, of the polymer in the solution.
NOTE The viscosity number is usually expressed in millilitres per gram.
4 Principle
The times of flow of a solvent and a solution of the polyamide at a concentration of 0,005 g/ml in the solvent
are measured at 25 °C, the same viscometer being used for both measurements. The viscosity number is
calculated from these measurements and from the known concentration of the solution.
5 Reagents and materials
Use only reagents of recognized analytical grade and only distilled water or water of equivalent purity.
WARNING — Avoid contact with the skin and inhalation of any vapours of the solvents and cleaning
liquids.
5.1 Solvents
5.1.1 Sulfuric acid, (96 ± 0,15) % (by mass) solution.
For the determination of the concentration of commercial sulfuric acid [95 % (by mass) to 97 % (by mass)] and
adjustment to 96,0 % (by mass), see Annex A.
5.1.2 Formic acid, (90 ± 0,15) % (by mass) solution.
The solvent shall be stored in a brown glass bottle. Its concentration shall be checked at least every 2 weeks.
It shall not contain more than 0,2 % (by mass) of acetic acid or methyl formate.
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ISO 307:2003(E)
5.1.3 m-Cresol, meeting the following specifications:
appearance: clear and colourless
m-cresol content: 99 % (by mass) min.
o-cresol content: 0,3 % (by mass) max.
water content: 0,13 % (by mass) max.
m-Cresol of the required purity can be obtained by distillation of chemically pure m-cresol, preferably in vacuo.
To avoid oxidation, nitrogen should preferably be used for pressure compensation. The purity of the solvent
may be checked by gas chromatography. The solvent shall be stored in a brown glass bottle.
5.2 Cleaning liquids
5.2.1 Chromic acid solution, prepared by mixing equal volumes of sulfuric acid (ρ = 1,84 g/ml) and a
saturated solution of potassium dichromate. If required, the chromic acid solution may be replaced by other,
equally effective cleaning liquids.
5.2.2 Acetone, freshly distilled.
6 Apparatus
6.1 Vacuum drying cabinet, pressure less than 100 kPa.
6.2 Balance, accurate to 0,1 mg.
6.3 Volumetric flask, capacity 50 ml, complying with the requirements of ISO 1042, fitted with a ground-
glass stopper.
6.4 Shaking apparatus or magnetic stirrer.
6.5 Sintered-glass filter, with a pore size between 40 µm and 100 µm (grade P 100), or stainless-steel
2
sieve, with apertures of about 0,075 mm .
6.6 Viscometer, of the suspended-level Ubbelohde type, complying with the requirements of ISO 3105.
The essential dimensions of the viscometer are shown in Figure 1. For use with the formic acid solution (5.1.2),
the inside diameter of the capillary shall be 0,58 mm ± 2 % (complying with the requirements of size No. 1 of
ISO 3105). For use with the sulfuric acid solution (5.1.1) or m-cresol (5.1.3), the inside diameter of the
capillary shall be 1,03 mm ± 2 % (complying with the requirements of size No. 2 of ISO 3105).
Other types of viscometer listed in ISO 3105 may be used, provided that the results are equivalent to those of
the Ubbelohde viscometer specified above. However, in cases of dispute, an Ubbelohde viscometer shall be
used.
6.7 Thermostatic bath, capable of being maintained at 25 °C ± 0,05 °C.
6.8 Stop-watch, accurate to 0,1 s.
6.9 Centrifuge.
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7 Preparation of test samples
7.1 General
Polyamide test samples for the determination of the viscosity number shall be completely soluble in the
solvents mentioned, and the additives contained in them (reinforcement fibres, flame-retardants and
modifiers) shall not interfere with the viscosity measurement, or it shall be possible to separate the additives
quantitatively from the solution as with glass and carbon fibres, for instance.
If the content of these additives is greater than 2 % (by mass), it shall be determined quantitatively to allow the
exact test portion size to be calculated (see Table 1).
Exception: an extracted sample if it contains extractable additives (see 7.2).
Table 1 — Determination of additives in polyamide samples in order to be able to calculate
the correct test portion size
Additives
Property determined Test method Remarks See Subclause
determinable
Extractable-matter Low-molecular-mass
content fractions
Extract sample before
measurement (thus no
Plasticizers
ISO 6427 7.2
correction necessary to
Stabilizers
size of test portion)
Slip agents
Residue on hydrolysis Polymer modifiers
in dilute hydrochloric (e.g. ethylene and E/P
Check solubility
acid (no ash) copolymers)
(if necessary, also
— 7.3
determine ash and
Carbon fibres
residue on dissolution)
Organic flame-
retardants
Residue in 90 % (by Carbonates
mass) formic acid
Metal powders
solution (no ash)
— 7.4
Pigments
Organic flame-
retardants
Ash (no oxide Glass fibres
conversion)
If necessary, increase
Silicates
ISO 3451-4 7.5
size of test portion
Inorganic flame-
retardants
7.2 Samples with extractable ingredients
The ground polymer remaining after extraction in accordance with ISO 6427 shall be dried by heating for 3 h
at 100 °C under vacuum and used as the test sample.
7.3 Samples with auxiliaries (non-hydrolysable and without ash) that are insoluble in
hydrochloric acid, e.g. polymer modifiers, carbon fibres and certain flame-retardants
Preliminary tests shall be carried out to determine whether the sample is completely soluble in the solvent to
be used, i.e. that it does not form particles of gel.
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ISO 307:2003(E)
The fraction of polymer modifier and other additives that are insoluble in hydrochloric acid is determined from
the hydrolysis residue and the correct amount of polyamide sample to be weighed out is calculated using
Equation (3).
If carbon fibres that can be detected in the hydrolysis residue under an optical microscope are present, they
shall be filtered off from the solution of the polyamide sample by means of a filter crucible with a glass frit.
7.4 Samples with auxiliaries that are soluble in dilute hydrochloric acid and/or cannot be
determined from the ash owing to oxide formation, e.g. carbonates, metal powders and
certain pigments
The residue on dissolution in 90 % (by mass) formic acid is determined as follows:
Shake or stir the polyamide sample for several hours at room temperature in about 10 times its own volume of
90 % (by mass) formic acid using the procedure described in 10.2.
Separate off the solid residue by filtration.
Carefully wash the residue with 90 % (by mass) formic acid and then with acetone. Subsequently dry for 3 h at
100 °C under a vacuum. Weigh.
7.5 Samples with auxiliaries with determinable ash, e.g. glass fibres and silicates
The ash is determined by the method specified in ISO 3451-4, and the amount of polyamide sample to be
weighed out is calculated using Equation (3). When necessary, filter the solution of the sample through a filter
crucible with a glass frit before making the measurement.
NOTE Any glass fibres of the usual dimensions contained in the sample will sediment completely after 3 h to 4 h. In
such cases, the test solution can be decanted for the measurement and thus does not need to be filtered.
8 Calculation of mass of test portion
8.1 Polyamides with extractable-matter content not greater than 2,00 % (by mass)
Calculate the mass m , in milligrams, of the test portion as follows:
c
250
m = (2)
c
ww++w
12 3
1−
100
where
w is the water content of the sample, expressed as a percentage by mass, determined in accordance
1
with ISO 15512;
w is the content of inorganic materials (for example fillers or glass fibres) of the sample, expressed as a
2
percentage by mass, determined in accordance with ISO 3451-4;
w is the content of other materials (for example other polymers such as polyolefins, or additives such
3
as flame-retardants), expressed as a percentage by mass, determined by appropriate methods.
The corrections for w , w and w need only be applied if they exceed 0,5 % (by mass) each.
1 2 3
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8.2 Polyamides with extractable-matter content greater than 2,00 % (by mass)
Use the material extracted and dried in accordance with 7.2 as the test sample. Calculate the mass m , in
c
milligrams, of the test portion as follows:
250
m = (3)
c
ww+
23
1−
100 −w
4
where
m , w and w have the same meanings as in 8.1;
c 2 3
w is the extractable-matter content of the sample, expressed as a percentage by mass.
4
It has been assumed in this calculation that w and w have been determined on the unextracted sample and
2 3
that the extracted and dried material will be kept dry, so that no correction for moisture in the test sample is
required.
NOTE When dissolved in 50 ml of solvent, a test portion weighing exactly m mg will give a solution containing
c
(almost) exactly 5 mg of polymer per millilitre. For practical reasons, test portion masses of (m ± 5) mg are allowed. The
c
resulting actual polymer concentration is taken into account in the calculation of the viscosity number.
9 Selection of solvent
9.1 The value of the viscosity number of a polyamide depends on the solvent used.
Three different solvents are described in this International Standard: sulfuric acid solution (5.1.1), formic acid
solution (5.1.2) and m-cresol (5.1.3). The flow times of the solvents shall be determined at least once each
day that they are used (see 10.3). If the flow time of a solvent differs by more than 1 % from the initial value at
the time of preparation, the solvent shall be discarded and fresh solvent prepared.
The solvent or solvents to be used for a particular polyamide are specified below.
9.2 For PA 6, PA 46, PA 66, PA 69, PA 610, PA MXD6 and corresponding copolyamides, sulfuric acid or
formic acid solution shall be used as solvent, unless these polyamides contain additives that liberate gases in
acidic solvents, in which case m-cresol shall be used as the solvent.
NOTE Graphs for interconversion of the viscosity numbers determined in sulfuric acid and in formic acid as solvent
are presented in Figure 2. The reliability of the conversion is discussed in 13.1.
9.3 For PA 612 and corresponding copolyamides, sulfuric acid solution
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 307
Quatrième édition
2003-08-15
Plastiques — Polyamides —
Détermination de l'indice de viscosité
Plastics — Polyamides — Determination of viscosity number
Numéro de référence
ISO 307:2003(F)
©
ISO 2003
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ISO 307:2003(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 307:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions. 2
4 Principe . 2
5 Réactifs et produits. 2
6 Appareillage. 3
7 Préparation des échantillons d'essai. 4
8 Calcul de la masse de la prise d’essai. 5
9 Choix du solvant . 6
10 Mode opératoire . 7
11 Expression des résultats . 8
12 Répétabilité et reproductibilité . 10
13 Relation entre l’indice de viscosité déterminé dans I’acide sulfurique à 96 % (par masse)
et la viscosité relative déterminée dans différents autres solvants . 10
14 Rapport d’essai . 19
Annexe A (normative) Détermination de la concentration de l’acide sulfurique commercial [95 %
(par masse) à 97 % (par masse)] et ajustement à 96 % (par masse) . 20
© ISO 2003 — Tous droits réservés iii
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ISO 307:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 307 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 9, Matériaux
thermoplastiques.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 307:1994), qui a fait l'objet d'une révision
technique.
iv © ISO 2003 — Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 307:2003(F)
Plastiques — Polyamides — Détermination de l'indice de
viscosité
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour la détermination de I’indice de viscosité de
solutions diluées de polyamides dans certains solvants spécifiés.
La méthode est applicable aux polyamides désignés PA 46, PA 6, PA 66, PA 69, PA 610, PA 612, PA 11,
PA 12, PA 6T/66 et PA MXD6, tels que définis dans I’ISO 1874-1, ainsi qu’aux copolyamides et autres
polyamides solubles dans I’un des solvants spécifiés dans les conditions spécifiées.
La méthode n’est pas applicable aux polyamides obtenus par polymérisation anionique des lactames ou
produits avec des agents de réticulation; de tels polyamides sont normalement insolubles dans les solvants
spécifiés.
En général, les échantillons de polyamide doivent être complètement solubles dans les solvants mentionnés,
et les additifs qu’ils contiennent (par exemple des fibres de renfort, des retardateurs de flamme et des
modifiants) ne doivent pas perturber le mesurage de la viscosité. Toutefois, la méthode peut être utilisée pour
le contrôle de la production des composés contenant des additifs affectant le mesurage de la viscosité. Dans
de tels cas, un composé déterminé dans un solvant déterminé présentera un indice de viscosité spécifique
qui, en principe, ne peut pas être converti d’un solvant à l’autre, sauf au moyen d’une relation spécifique au
composé en question. L’indice de viscosité converti par ce moyen n’est applicable qu’à la comparaison des
produits entre eux.
L’indice de viscosité est déterminé selon la méthode générale spécifiée dans I’ISO 1628-1, en tenant compte
des conditions particulières spécifiées dans la présente Norme internationale.
La détermination de I’indice de viscosité d’un polyamide fournit une mesure de la masse moléculaire relative
du polymère.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1042:1998, Verrerie de laboratoire — Fioles jaugées à un trait
ISO 1628-1:1998, Plastiques — Détermination de la viscosité des polymères en solution diluée à l'aide de
viscosimètres à capillaires — Partie 1: Principes généraux
ISO 1874-1:1992, Plastiques — Matériaux polyamides (PA) pour moulage et extrusion — Partie 1:
Désignation
ISO 3105:1994, Viscosimètres à capillaires en verre pour viscosité cinématique — Spécifications et
instructions d'utilisation
ISO 3451-4:1998, Plastiques — Détermination du taux de cendres — Partie 4: Polyamides
© ISO 2003 — Tous droits réservés 1
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ISO 307:2003(F)
ISO 6427:1992, Plastiques — Détermination des matières extractibles par des solvants organiques
(Méthodes conventionnelles)
ISO 15512:1999, Plastiques — Dosage de l'eau
ASTM D 789-98, Standard Test Methods for Determination of Relative Viscosity and Moisture Content of
Polyamide (PA)
JIS K 6920-2:2000, Plastics — Polyamide (PA) moulding and extrusion materials — Part 2: Preparation of test
specimens and determination of properties
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans I’ISO 1628-1 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
indice de viscosité
IV
〈d’un polymère〉 valeur donnée par la formule
η 1
IV=−1× (1)
η c
0
où
η est la viscosité d’une solution de polymère dans un solvant spécifié;
η est la viscosité du solvant, exprimée dans les mêmes unités que η;
0
c est la concentration, en grammes par millilitre, du polymère dans la solution.
NOTE Habituellement, I’indice de viscosité est exprimé en millilitres par gramme.
4 Principe
Les temps d’écoulement du solvant et de la solution de polyamide, à une concentration de 0,005 g/ml dans le
solvant, sont mesurés à 25 °C, le même viscosimètre étant utilisé pour les deux mesurages. L’indice de
viscosité est calculé à partir des mesures obtenues et de la concentration connue de la solution.
5 Réactifs et produits
Utiliser uniquement des réactifs de qualité analytique reconnue et de I’eau distillée ou de l’eau de pureté
équivalente.
AVERTISSEMENT — Éviter tout contact avec la peau et I’inhalation des vapeurs des solvants et des
liquides de nettoyage.
5.1 Solvants
5.1.1 Acide sulfurique, solution à (96 ± 0,15) % (par masse).
Pour la détermination de la concentration de I’acide sulfurique commercial [95 % (par masse) à 97 % (par
masse)] et son ajustement à 96,0 % (par masse), voir l’Annexe A.
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5.1.2 Acide formique, solution à (90 ± 0,15) % (par masse).
Le solvant doit être stocké dans un flacon de verre brun. Sa concentration doit être vérifiée au moins toutes
les deux semaines. II ne doit pas contenir plus de 0,2 % (par masse) d’acide acétique ou de formiate de
méthyle.
5.1.3 m-Crésol, répondant aux spécifications suivantes:
aspect: clair et non coloré
teneur en m-crésol: 99 % (par masse) min.
teneur en o-crésol: 0,3 % (par masse) max.
teneur en eau: 0,13 % (par masse) max.
Du m-crésol de pureté requise peut être obtenu par distillation de m-crésol chimiquement pur, de préférence
sous vide.
Pour éviter I’oxydation, il convient de compenser la variation de pression par de I’azote de préférence. La
pureté du solvant peut être vérifiée par chromatographie en phase gazeuse. Le solvant doit être stocké dans
un flacon de verre brun.
5.2 Liquides de nettoyage
5.2.1 Solution d’acide chromique, préparée en mélangeant des volumes égaux d’acide sulfurique
(ρ = 1,84 g/ml) et d’une solution saturée de dichromate de potassium. Si nécessaire, la solution d’acide
chromique peut être remplacée par d’autres liquides de nettoyage d’efficacité égale.
5.2.2 Acétone, fraîchement distillée.
6 Appareillage
6.1 Étuve à vide, pression inférieure à 100 kPa.
6.2 Balance, précise à 0,1 mg.
6.3 Fiole jaugée, de 50 ml de capacité, conforme aux exigences de I’ISO 1042, munie d’un bouchon en
verre rodé.
6.4 Appareil d’agitation à secousse ou agitateur magnétique.
6.5 Entonnoir filtrant en verre fritté, avec une dimension de pores comprise entre 40 µm et 100 µm
2
(classe P 100), ou tamis en acier inoxydable, avec ouvertures d’environ 0,075 mm .
6.6 Viscosimètre, de type Ubbelohde à niveau suspendu, conforme aux exigences de I’ISO 3105. Les
dimensions essentielles du viscosimètre sont données à la Figure 1. Pour I’utilisation avec la solution d’acide
formique (5.1.2), le diamètre intérieur du capillaire doit être de 0,58 mm ± 2 % (conforme aux exigences de
grandeur n° 1 de I’ISO 3105). Pour I’utilisation avec la solution d’acide sulfurique (5.1.1) ou le m-crésol
(5.1.3), le diamètre intérieur du capillaire doit être de 1,03 mm ± 2 % (conforme aux exigences de grandeur
n° 2 de I’ISO 3105).
D’autres types de viscosimètres cités dans I’ISO 3105 peuvent être utilisés, à condition que les résultats
soient équivalents à ceux obtenus à I’aide du viscosimètre Ubbelohde spécifié ci-dessus. En cas de litige,
toutefois, le viscosimètre Ubbelohde doit être utilisé.
6.7 Bain thermostatique, à même d'être maintenu à 25 °C ± 0,05 °C.
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6.8 Chronomètre, précis à 0,1 s.
6.9 Centrifugeuse.
7 Préparation des échantillons d'essai
7.1 Généralités
Les échantillons d'essai de polyamide pour la détermination de I’indice de viscosité doivent être
complètement solubles dans les solvants mentionnés, et les additifs qu’ils contiennent (fibres de renfort,
retardateurs de flamme et modifiants) ne doivent pas perturber le mesurage de la viscosité, ou bien il doit être
possible de séparer quantitativement les additifs de la solution, comme dans le cas, par exemple, des fibres
de verre et des fibres de carbone.
Si la teneur en ces additifs est supérieure à 2 % (par masse), elle doit être déterminée quantitativement pour
permettre de calculer la masse exacte de la prise d’essai (voir le Tableau 1).
Exception: utiliser un échantillon extrait si les additifs sont des matières extractibles (voir 7.2).
Tableau 1 — Détermination des additifs contenus dans les échantillons de polyamide
pour permettre de calculer la masse exacte de la prise d’essai
Caractéristique Additifs
Méthode d’essai Remarques Voir Paragraphe
déterminée déterminables
Teneur en matières Fractions à bas poids
Extraire l’échantillon
extractibles moléculaire
avant la détermination
Plastifiants
ISO 6427 (ainsi pas de correction 7.2
nécessaire à la masse
Stabilisants
de la prise d’essai)
Agents de glissement
Résidu après Modifiants polymères
hydrolyse dans l’acide (par exemple
Examiner la solubilité
chlorhydrique dilué copolymères éthylène
(si nécessaire,
(sans cendres) et E/P)
déterminer aussi
— 7.3
le taux de cendres
Fibres de carbone
et le résidu
après dissolution)
Retardateurs de
flamme organiques
Résidu après Carbonates
dissolution dans I’acide
Métaux en poudre
formique à 90 % (par
— 7.4
masse) (sans cendres)
Pigments
Retardateurs de
flamme organiques
Taux de cendres (pas Fibres de verre
de conversion en
Si nécessaire, accroître
Silicates
oxyde)
ISO 3451-4 la masse 7.5
de la prise d’essai
Retardateurs de
flamme inorganiques
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7.2 Échantillons avec des ingrédients extractibles
Le polymère broyé restant après extraction conformément à I’ISO 6427 doit être séché durant 3 h à 100 °C
sous vide et utilisé comme échantillon d’essai.
7.3 Échantillons avec des auxiliaires (non hydrolysables et sans cendres) insolubles dans
I’acide chlorhydrique, par exemple modifiants polymères, fibres de carbone et certains
retardateurs de flamme
Des essais préliminaires doivent être effectués afin de déterminer si l’échantillon est complètement soluble
dans le solvant à utiliser, c’est-à-dire qu’il ne forme pas de particules de gel.
La fraction de modifiant polymère et d’autres additifs insolubles dans I’acide chlorhydrique est déterminée à
partir du résidu après hydrolyse et la quantité exacte d’échantillon de polyamide à peser est calculée à I’aide
de l'Équation (3).
Si des fibres de carbone détectables dans le résidu après hydrolyse sous microscope optique sont présentes,
elles doivent être éliminées de la solution d’échantillon de polyamide par filtration au moyen d’un creuset
filtrant à plaque en verre fritté.
7.4 Échantillons avec des auxiliaires solubles dans I’acide chlorhydrique dilué et/ou ne
pouvant pas être déterminés à partir des cendres pour cause de formation d’oxyde, par
exemple carbonates, métaux en poudre et certains pigments
Le résidu après dissolution dans l’acide formique à 90 % (par masse) est déterminé de la façon suivante.
Secouer ou agiter l’échantillon de polyamide durant plusieurs heures à température ambiante dans environ
10 fois son propre volume d’acide formique à 90 % (par masse), en utilisant le mode opératoire décrit en 10.2.
Séparer le résidu solide par filtration.
Laver le résidu avec précaution à I’acide formique à 90 % (par masse), puis à I’acétone. Sécher ensuite
durant 3 h à 100 °C sous vide. Peser.
7.5 Échantillons avec des auxiliaires déterminables par les cendres, par exemple fibres de
verre et silicates
Le taux de cendres est déterminé par la méthode spécifiée dans I’ISO 3451-4, et la quantité d'échantillon de
polyamide à peser est calculée à I’aide de l'Équation (3). Si nécessaire, filtrer la solution d'échantillon à
travers un creuset filtrant à plaque en verre fritté avant d’effectuer la détermination.
NOTE Toutes les fibres de verre de dimensions usuelles contenues dans l’échantillon se seront complètement
décantées après 3 h à 4 h. En conséquence, la solution d’essai peut être décantée pour la détermination et n’a ainsi pas
besoin d’être filtrée.
8 Calcul de la masse de la prise d’essai
8.1 Polyamides avec une teneur en matières extractibles ne dépassant pas 2,00 % (par
masse)
Calculer la masse m , en milligrammes, de la prise d’essai comme suit:
c
250
m = (2)
c
ww++w
12 3
1−
100
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où
w est la teneur en eau de l’échantillon, exprimée en pourcentage par masse, déterminée
1
conformément à I’ISO 15512;
w est la teneur en matériaux inorganiques de l’échantillon (par exemple charges ou fibres de verre),
2
exprimée en pourcentage par masse, déterminée conformément à I’ISO 3451-4;
w est la teneur en autres matériaux de l’échantillon (par exemple autres polymères tels que
3
polyoléfines, ou additifs tels que retardateurs de flamme), exprimée en pourcentage par masse,
déterminée par des méthodes appropriées.
Les corrections pour w , w et w n'ont besoin d'être appliquées que si chacune de ces valeurs dépasse 0,5 %
1 2 3
(par masse).
8.2 Polyamides avec une teneur en matières extractibles de plus de 2,00 % (par masse)
Prendre comme échantillon d'essai le matériau extrait et séché conformément à 7.2. Calculer la masse m , en
c
milligrammes, de la prise d’essai comme suit:
250
m = (3)
c
ww+
23
1−
100 − w
4
où
m , w et w ont les mêmes significations qu’en 8.1;
c 2 3
w est la teneur en matières extractibles de l’échantillon, exprimée en pourcentage par masse.
4
II a été supposé dans ce calcul que w et w ont été déterminés sur un échantillon non extrait et que le
2 3
matériau extrait et séché sera tenu au sec, de sorte qu’il n’est pas nécessaire de faire une correction pour la
teneur en eau de l’échantillon.
NOTE La dissolution, dans 50 ml de solvant, d’une prise d’essai pesant exactement m mg donnera une solution
c
contenant (presque) exactement 5 mg de polymère par millilitre. Pour des raisons pratiques, des masses de prise d’essai
de (m ± 5) mg sont permises. La concentration réelle de polymère en résultant est prise en compte pour le calcul de
c
I’indice de viscosité.
9 Choix du solvant
9.1 La valeur de I’indice de viscosité dépend du solvant utilisé.
Trois solvants différents sont décrits dans la présente Norme internationale: solution d’acide sulfurique (5.1.1),
solution d’acide formique (5.1.2) et m-crésol (5.1.3). Les temps d’écoulement des solvants doivent être
déterminés au moins chaque jour d’utilisation (voir 10.3). Si le temps écoulement d’un solvant diffère de plus
de 1 % de la valeur initiale au moment de sa préparation, le solvant doit être mis au rebut et un nouveau
solvant doit être préparé.
Le solvant ou les solvants à utiliser pour un polyamide particulier sont spécifiés ci-après.
9.2 Pour PA 6, PA 46, PA 66, PA 69, PA 610, PA MXD6 et les copolyamides correspondants, la solution
d’acide sulfurique ou la solution d’acide formique doit être utilisée comme solvant, à moins que ces
polyamides ne contiennent des additifs qui libèrent des gaz dans les solvants acides, auquel cas le m-crésol
doit être utilisé comme solvant.
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NOTE Des graphiques pour I’interconversion des indices de viscosité déterminés dans I’acide sulfurique et dans
I’acide formique comme solvants sont donnés à la Figure 2. La fiabilité de la conversion est examinée en 13.1.
9.3 Pour PA 612 et les copolyamides correspondan
...
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