2023塑料含水量的测定

塑料含水量的测定PAGEPAGE10塑料含水量的测定范围本文件描述了塑料粉末、颗粒和成品的含水量测定方法。这些方法不涉及GB/T1034-2008测量的塑料吸水性（动力学和平衡）。A≥0.1%0.1%BC≥0.01%0.01D≥0.01%0.01E0.001%D（PA）（PC）（PP）（PE）（PET）（PTFE）（PVC）（PLA）二胺（PAI）NH3的样品。方法、B、CE平A4mm×4mm×3mmB14mm×4mm×3mmB24mm×4mm×3mmC（）D（P2O5））E（H2）H2GB/T6283-2008化工产品中水分含量的测定卡尔.费休法（通用方法）（ISO60Determinationofwater—KarlFischermethodGeneralmethod，NEQ)）术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。A——原理采用无水甲醇提取测试试样中的水分，通过卡尔费休滴定法测试其含水量。试验试剂除非另有说明，在分析中仅使用分析纯试剂。滴定介质（）0.13mg/mL～5mg/mLGB/T6283试验设备普通试验仪器及下列设备：玻璃烧瓶250mL锥形瓶：150mL，回流冷凝器（4.3.2）（4.3.4）加热器：（4.3.2）干燥器：0.2mg：GB/T6283-2008样品制备粒料或粉末100g（4.3.1）塑料制品4mm×4mm×3mm试验过程提示试样准备通过预估含水量，使用水量为10mg～20mg的测试样品。采用现代库仑卡尔费休滴定仪，如果能够达到相当的结果精度水平，也可以使用含量小于10mg测试仔细干燥仪器设备。（1mg）（4.3.2），无水甲醇（4.2.1）50（4.3.6）（4.3.4）（4.3.3）相3h，min使用卡尔费休滴定仪（4.3.8）和卡尔费休试剂（4.2.2）分别滴定两个锥形瓶中的溶液。注：附件A中给出了等效的样品制备方法和滴定方法。按照式（1）计算测试试样中水含量，w，以质量百分比（%）表示：−×𝑇式中，

ω= 𝑚

×100……(1)𝑉1为滴定样品所消耗的卡尔费休试剂的体积，单位为毫升（mL）；𝑉2为滴定空白试验所消耗的卡尔费休试剂的体积，单位为毫升（mL）；𝑇为水的当量系数，是消耗1mL卡尔费休试剂所需要的水的克数，单位为克每毫升（g/mL）；𝑚为测试样品的重量，单位为克(g)。−精密度B1—原理I2+SO2+H2O2HI+SO31mg水消耗10.71C22I-I+2e-2试验试剂除非另有说明，在分析中仅使用分析纯试剂。（注：通用单阳极试剂用于无隔膜滴定池。有隔膜的滴定池需要使用单独的阳极和阴极溶液。4mg/mL（2-）纤剂组成。氮气（N2）5μg/g。试验设备普通试验仪器及以下设备：拌器（。（mg）注：标引序号说明1 4样品瓶2 废气5电源3 6水分吸收管图1使用方法B1测定含水量的系统流程图水蒸发器300℃（序号标引说明1样品舟3样品舟入口2样品入口4磁铁图2加热管10μL样品舟干燥剂：（5.3.2）分子筛：0.3nm样品制备4mm×4mm×3mm取≤10g且具有代表性的样品。由于测试样品很少，应确保所取样品的代表性。测试步骤注意事项仪器准备参考图1，按照仪器说明书安装卡尔·费休库仑滴定仪（5.3.1）和水蒸发器（5.3.2），将干燥剂（5.3.5）填入气体干燥管。将大约200mL（按容器大小调整）阳极溶液（5.2.1）倒入阳极电解池，将10mL阴极溶液（5.2.2）倒入阴极电解池中。阴极液面应低于阳极液面，以防止阴极溶液的污染物倒流。注：无隔膜滴定池中使用通用单阳极库仑试剂。有隔膜的滴定池则使用单独的阳极和阴极溶液。打开电源，启动滴定仪。若电位显示为负值，则表示阳极电解液中碘含量过高，加入大约50μL～200μL的中性溶液（5.2.4）。连接水蒸发器和滴定池间的连接管路，调节气体流量计，设置载体气体流速为200mL/min～300mL/min。将加热炉升至规定试验温度，以驱除水蒸发器（5.3.2）中的残留水分。1部环境。重新连接蒸发器和滴定池间的连接管，确保载气在整个滴定过程中流通。此时仪器准备完毕。设备检查10μL（5.3.3）5μL（5000±250）µg为了检测整个系统是否工作正常，可用卡尔费休加热炉法测试任意的有证含水标准物质。例如：——含水量为15.6%±0.5%的二水酒石酸钠；3.8%±0.2%1.00%±0.03%测试将热炉升温规定温度，将样品舟(5.3.4)放入加热炉内，并将其推入加热炉中干燥，同时采用反吹的方式除去样品舟入口处的残余水分。BB几分钟后（待仪器背景漂移稳定后），将样品舟移到样品入口处冷却。将称重的测试试样（5.4）直接加入样品舟内（这也是样品舟需从加热炉中移出的原因）或置于铝箔上（见下段）。表1推荐了相应的测试试样量。表1推荐测试试样量含水量，ω，质量百分数%测试试样量，m，gω＞10.2＞m≥0.11≥ω＞0.50.4＞m≥0.20.5≥ω＞0.11＞m≥0.40.1≥ωm≥1（2）（mg）结果表示根据公式（2）计算测试试样中的水含量w，以质量百分比（%）表示:𝑚水ω=𝑚试样

×10−4………(2)其中，𝑚水为测得的测试试样中的水分质量，单位毫克（mg）。𝑚试样为测试试样的质量，单位克（g）。精密度B2—原理I2+SO2+H2O2HI+SO31mg水消耗10.71C22I-I+2e-2试验试剂除非另有说明，在分析中仅使用分析纯试剂。（注：通用单阳极试剂用于无隔膜滴定池。有隔膜的滴定池使用单独的阳极和阴极溶液。滴定介质：含水量小于0.1%（）1%1%（注：可使用附件C中给出的方法验证含水量。2氮气（N）≥60cm3/min1mg/m3（露点−80℃）最佳。22注1：氮气流量为60cm3/min，水浓度为1mg/m3时，滴定池的水量为0.06μgHO/min。2注2：对于某些设备，氮气流量为≤60cm3/min可能导致故障。试验设备普通试验仪器及以下设备：拌器。（mg）<20μgH2O/min<5μgH2O/min，两个标准的积分时间为60s。卡尔费休库伦滴定仪示意图见图3。注1：无隔膜的滴定池能够满足很多测试的精度要求。若需要更高的测试精度，则推荐使用有隔膜滴定池。2：20μgH2O/min5μgH2O/min注3：已证实60s是合适的启动和停止标准积分时间。分子筛：0.3nm水蒸发器（6.3.5）300℃的烘箱或加热装置、温度控样品瓶样品瓶应在干燥箱中干燥并放于干燥器中。推荐使用容量为6mL的样品瓶。铝盖：样品瓶应在干燥箱中干燥并放于干燥器中。也可以使用其他合适的盖子。分析天平0.1干燥箱105℃。干燥器玻璃瓶250250标引序号说明载气 7定罐分子筛 8铂极炉样处器 9生电极水汽炉 10塞定管样品瓶 用剂吸收管 12仑尔休定仪图3根据方法B2示意图确定水的系统设置样品制备玻璃瓶（6.3.10）和铝箔密封袋（6.3.11）在105°C的干燥箱（6.3.8）中干燥1h，在干燥器中（6.3.9）中冷却、储存。100g样品可是任意形式的塑料，如粒料、模塑粉末、型材或模压件等。颗粒大小应约为4mm×4mm×3mm。其他样品也应切割成与颗粒相一致的尺寸。试验步骤仪器准备按照设备说明准备仪器。100mL～150mL（6.2.3）（6.3.4）BB将一个干燥的带铝盖（6.3.6）密封的样品瓶（6.3.5）放入水蒸发器中，开始滴定。持续滴定至水的释放量<20μgH2O/min。仪器就绪可进行含水量测定。100100080%设备检查mg350mg（6.2.5）（150°C测定依据预期含水量称量适当质量的试样（见表2）。该样品质量的绝对水质量应与水标准物质的绝对水质量相当。如果样品的含水量未知，则使用0.2g样品进行预测定。由于样品量较小，应注意样本代表性。如果试样的成分未知，参见附件B确定试样最佳加热温度。将样品瓶（6.3.5）（6.3.7）（（m试样（6.3.6）表2推荐测试试样质量预期含水量,ω,%质量分数试验部分的质量，m，gω＞10.2＞m≥0.11≥ω>0.50.4＞m≥0.20.5≥ω>0.11＞m≥0.40.1≥ω5>m≥124h（6.3.4）将封闭的空样品瓶放于水蒸发器中测试其水释放情况并记录，待水分释放量降至20μgH2O/min（样品开始漂移Sds，见注释）以下并稳定。每次测试前，需重复上述操作。（6.2.6）Sds（）（ms）（单位：μgH2O）和测试时长（ts）。20μgH2O/minH2O/min5μgH2O/min（17+5=22μgH2O/min66×17=102μg开始标准小于20μgH2O/min和停止标准小于5μgH2O/min是默认值，适用于大多数聚合物中的水分测定。这两个标准都可以单独设置，尤其在分析低浓度水时。g0.03%（17μgH2O/min12204μg600μgH2O105μgH2O/minH2O/12min=5H2O/min在没有试样的情况下执行三到五次完整测试过程，作为空白测定。将一个密封的空样品瓶放入水蒸发器中进行测试，并记录水的释放情况。待水释放量降至20μgH2O/min以下（空白开始漂移Sdbl）并稳定。每个空白测定重复此步骤。将空白瓶放置在水蒸发器中并开始滴定。氮气（6.2.6）将蒸发水载入滴定池中。释放的水在电解液中与电解生成的碘发生反应。待水的释放量小于（Sdbl+停止标准）。记录仪器读数（mbl）（单位：μgH2O）和测定时长（tbl）。使用空白测试平均值（m′bl）作为计算中的空白值。（50±10）80μgH2O100μgH2O±5μg由于空白值是由样品瓶内空气中水引起的，空白值随样品瓶内填充高度和材料量的变化而变化。结果的表示为获得统计相关结果，应使用至少3次标准校准。根据公式（3）计算空白平均值（m′bl）𝑚′=∑[𝑚𝑏𝑙−(𝑡𝑏𝑙×𝑆𝑑𝑏𝑙)]…..……….………..(3)式中，

𝑏𝑙 𝑛𝑚𝑏𝑙空白测定释放的水的质量，单位微克水（μgH2O）；𝑡𝑏𝑙空白测试时长，单位分钟（min）；𝑆𝑑𝑏𝑙（μgH2O/min）；n根据公式（4）计算测试样品的含水量，以质量分数表示。𝑏𝑙 𝑠−×𝑆𝑑𝑠)−𝑏𝑙 ω= ×10 (4)𝑚试样式中，𝑚𝑠（μgH2O）；ts（min）；𝑆𝑑𝑠𝑏𝑙𝑚′空白测试平均值，单位微克水（μgH2O）；𝑏𝑙𝑚试样（g）精密度实验室间数据表明，该方法的精度优于3%（变异系数）。对于两个实验室之间的数据比较，需要特别注意样品包装和样品处理。C——原理注：在测定条件下，对蒸汽压有贡献的每种成分都会导致含水量测试结果偏高。试剂——二水钼酸钠(Na2MoO4∙2H2O），分析纯，理论含水量14.9%（质量分数）。实际含水量应根据附录C确定。——含水量1%的无机物，含水量1%（质量分数），每批单独认证。注：如有必要，可使用附录C中给出的方法验证含水量。试验设备普通试验仪器及下列设备：测压仪优先使用（半）自动测定仪器含水量。该仪器包括可在室温和210℃之间调节温度的电烘箱、可0.5L/测压水分分析仪示意图如图4所示。将仪器测试停止标准设为压力变化（ΔP）小于8Pa/5min。注1：可使用其他可以获得可比结果的仪器。注2：压力变化（ΔP）小于8Pa/5min的停止标准是一个默认值，适用于许多塑料材料，必要时可进行调整。105干燥箱：105℃。干燥器玻璃烧瓶250mL250g。分析天平0.1mg。玻璃微珠5105°C铝箔。样品制备在干燥箱（7.3.3）中干燥玻璃瓶（7.3.5）和铝箔密封袋（7.3.6）。冷却并储存在干燥器（7.3.4）中。100g试验步骤试验设备通则7.5.1.2，7.5.27.5.37.5.1.2有关手动操作仪器或程序的更多详细信息，请参阅7.5.1.2至7.5.4中所述操作步骤。设备检查可通过以下步骤检查系统的气密性。——关闭阀门V-1、V-2和V-3。（7.3.2）V-1V-2＜100V-160min——若压力增加值＜20Pa/h，则认为系统气密。若压力增加远超20Pa/h，表明系统漏气；压力增加略高于20Pa/h，表明系统应排气（见7.5.2）。注：检查系统的气密性时，无需在烘箱中干燥样品加热管。标引序号说明1 阀V-12 阀V-270.13 阀V-384 样品管95 图4使用方法C测定含水量的系统装置-示意图排气——关闭阀门V-1、V-2和V-3。（7.3.2）V-1V-2＜100V-1V-2，V-3——将空气引入样品管，直到达到大气压力。从系统中移除样品管。关闭阀门V-3。注：新仪器的典型排气时间为48小时。维修或维护后的典型排气时间为16小时至24小时。校准设备设置将加热炉温度设置为190℃。待温度稳定。关闭阀门V-1、V-2和V-3。将铝箔（7.3.9）cm1cm1051（7.3.4）75mg125mg，0.1mg，（7.2.1）（7.3.2）按照7.5.3.4中的步骤测定校准系数。（7.3.2）500mg1000（7.2.1）0.1mg2cm3cm（7.3.8）按照7.5.3.4中的步骤测定校准系数。校准系数，f，1V-1V-2＜100PaV-1（15S30S），然后记录压力指示器上的空白压力P0。升高加热炉至保全包覆样品管。开始样品含水量测试，直到压力随时间增加＜8Pa/5min（停止标准）时测定结束，通常测试时间为15min～20min。记录压力指示器上的压力P。V-2V-1＜100V-1和V-2，V-3V-3按照式（5）计算仪器的校正系数，f，单位mgH2O/Pa:𝑎×0.01×𝑐式中，

f=𝑃−

………….(5)f设备校正系数，单位毫克水每帕斯卡（mgH20/Pa）；𝑎校正用水标准物质质量，单位毫克（mg）；𝑐供应商规定的或根据附件C测定的水标准物质的含水量，单位为质量百分数（%）；𝑃所有水蒸发后的压力，单位为帕斯卡（Pa）；𝑃0测定开始时的压力，单位为帕斯卡（Pa）。103%3345mm，mm，13mm10.5Lf0.0055mg2Pa/5min（ΔP测试根据预期含水量称取适当质量的测试试样（见表3）。由于样本量相对较小，应特别注意样本的代表性。如果试样的成分未知，可参照附录B确定最佳加热温度。如果样品的含水量未知，则使用1g样品进行预测试。表3推荐测试试样质量预期含水量，%质量分数试验部分的质量，g<0.07516±10.075~0.1510±10.15~0.305±0.50.30~0.502.5±0.25关闭阀门V-1、V-2和V-3。将加热炉设置为待分析材料的最佳加热温度。待温度稳定。30.1mg（7.3.2）2cm～3cm（7.3.8）V-1V-2＜100V-1（15S30S），P0（例如，ΔP＜8Pa/5min）后，记录压力指示器上压力P。V-2V-1＜100V-1V-2V-3V-3结果表示(𝑃−∙𝑓式中，

ω= 𝑚×

……………(6)𝑃水分完成蒸发后的压力，单位为帕斯卡（Pa）；𝑃0测定开始时的压力，单位为帕斯卡（Pa）；𝑓仪器校准系数，单位为毫克水每帕斯卡mgH2O/Pa；𝑚试样的质量，单位为克（g）。2300Pa500Pa～2000Pa精密度对于两个实验室之间的数据比较，需要特别注意样品包装和样品处理。（第七章：仪器设备没有加热炉只有干燥箱，但描述的都是加热炉）D——原理（）通过加热释放的水，依据如下所示化学反应被五氧化二磷检测池检测：P2O5+H2OH2+1/2O2+P2O5水电解

22阳极：6HO22

+4HO++322阴极：2HO+2e-H322

+2OH-由于P2O2可能与NH3、胺和醇发生反应，应确保加热样品不会释放这些化合物。试剂除非另有说明，在分析中仅使用分析纯试剂。涂层溶液含有生成五氧化二磷的磷酸，满足生产商的说明。1%无机物，含水量1%（质量分数），每批单独认证。注：可使用附录C中给出的方法验证含水量。氮气（N2）流量≤80mL/min，水含量≤5ppm（露点-80°C），初始气体压力应小于0.5bar。注：氮的含水量应理解为摩尔分数（mol%，ppm）。仪器普通实验室仪器和以下设备：5所示。样品容器分子筛：10Å，1.6mm2.5mm分析天平0.1毫克。标引序号说明1数据评估控制器2电源，50伏直流电3温度4电流信号5气泵6气体干燥器7样品8910排气11N2气体供应装置（可选）图5方法D测试含水量系统——示意图试样的制备4mm×4mm×3取大于100g的代表性试样，将其放入干玻璃瓶或干铝密封袋中，并立即关闭玻璃瓶或密封袋。试验步骤仪器的准备按照制造商的说明准备仪器。冲洗系统首次测量前，应使用干燥气体彻底冲洗系统。开始测量前，测量电流应稳定且低于0.5mA。空白测量（部影响（）10电解因子电解因子，f，为参考含水量（8.2.2）与测量含水量之间的比，见公式（7），f=𝜔𝑠𝑒𝑡 (7)𝑤𝑑𝑒𝑡式中，f 𝜔𝑠𝑒𝑡 （%）；𝑤𝑑𝑒𝑡 （%）。可通过测量水标准物质（8.2.2）的含水量来确定电解因子，并应用于评估样品分析和所有后续分析，直到重新校正。应在空白测试后和第一个样品测试前立即测定电解因子。不同仪器的校准程序可能不同。电解因子应在0.8～1.3之间。（15020010mg～20mg（8.2.2）0.03%H2O测试样品根据预估含水量称取适量的样品（见表4）。如果样品的含水量未知，则使用0.1g样品进行预测试。如果试样的成分未知，根据材料性质，即分解或熔化温度，选择最佳加热温度。表4推荐测试试样质量预期含水量，w%质量分数gω＞1m＜0.021≥ω＞0.10.02＜m≤0.20.1≥ω＞0.010.2＜m≤2将样品容器（8.3.2）放于分析天平（8.3.4）上。称取适量的测试试样（见表4）并置于样品容器中，记录测试试样的质量（mtestportion）。开始分析前，检查背景电流是否低于0.5mA。——最短分析时间；示例：如果选择了10min的最短分析时间，则分析将一直运行，直到10min结束。——切断电流。0.7mA0.69mA（＜0.7mA）结果表示按照公式（8）计算试样的含水量w，以质量百分数表示。𝑓×𝑀𝑚𝑎𝑏𝑠=𝑧×𝐹×∫𝐼(𝑡)×𝑑𝑡ω= 𝑚𝑎𝑏𝑠 ×100% 𝑚𝑡𝑒𝑠𝑡𝑝𝑜𝑟𝑡𝑖𝑜𝑛式中，𝑚𝑎𝑏𝑠水的绝对质量，单位为微克（µg）；ω水的含量，以质量分数（%）；𝑀水的摩尔质量，18.016g/mol；∫𝐼(𝑡)×𝑑𝑡电流随时间的积分（即转移的总电荷）；𝑀释放的电子数=2；𝐹法拉第常数=96.48456kC/mol；𝑓电解因子。精度实验室间数据表明，该方法的精度优于3%（变异系数）。对于两个实验室之间的数据比较，需要特别注意样品包装和样品处理。E-原理CaH2+2H2O→Ca(OH)2+2H2注1注2试剂标准水物质推荐采用二水钼酸钠（Na2MoO4·2H2O，分析纯），真实含水量可根据附录C进行测试；氢钙（Ca2）: 分纯。仪器6——样品杯：由不锈钢制成，用于盛装试样。耐温250℃，推荐体积170mL。——加热套：温度控制装置，可调节温度范围为60℃～200℃。至少能包裹样品杯一半的体积。——反应器：不锈钢材质，用于盛装氢化钙试剂，体积约20mL。反应器的中上部带有小孔，以便试样释放的水蒸气与氢化钙反应。10mbar——测试单元：由压力传感器组成。（A。A（Pmbar[1]），0.1mbar；B（ppm），0.001分析天平0.1。标引序号说明1压力读数2含水量34567反应装置8加热套9反应器盖10样品杯图6氢化钙水分测试仪示意图（N2）5mm×3mm×3mm测试步骤设备检查mbar6mbar/h，9.5.1中b）2min10mbar160°C20min，校准200mg（Na2Mo4O﹒2H2O）7.2.1Na2Mo4·2H2OH2O测定样品称量2g步测定。根据表5的建议精确称量试样，以确保水的绝对含量在10mg和40mg水之间。表5推荐测试试样质量预期含水量，ω，%质量分数试样质量，m，gω＞0.50.5≤m≤20.1≤ω≤0.58≤m≤15ω＜0.132≤m≤40）1.3g10mbar（20s）（自动）启动加热至设定温度，并保温至压力达到停止标准或压力上升低于规定值（例如ΔP＜0.8mbar/5min）。可根据附件B注：停止标准是适用于大多数塑料材料的默认值，可在必要时进行调整。结果表示读取样品的含水量（以质量分数百分比表示），或通过将样品