ГОСТ Р 53293-2009

ФЕДЕРАЛЬНОЕ
АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р
53293-2009

Пожарная
опасность веществ и материалов

МАТЕРИАЛЫ,
ВЕЩЕСТВА
И СРЕДСТВА ОГНЕЗАЩИТЫ

Идентификация
методами термического анализа

Москва
Стандартинформ
2011

Предисловие

Цели
и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным
законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О
техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов
Российской Федерации — ГОСТ Р
1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о
стандарте

1
РАЗРАБОТАН ФГУ ВНИИПО МЧС России

2
ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 274 «Пожарная безопасность»

3
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому
регулированию и метрологии от 18 февраля 2009 г. № 69-ст

4
ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 2011 г.

Информация
об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом
информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок
— в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В
случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее
уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе
«Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты
размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном
сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети
Интернет

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения. 2

2
Нормативные ссылки. 2

3 Термины
и определения. 2

4 Методы
идентификации. 3

5
Подготовка к испытаниям и их проведение. 3

6
Обработка результатов испытаний. 5

7
Установление идентичности образцов. 5

Приложение
А (обязательное) Протоколы
результатов термического анализа образцов. 7

Приложение
Б (обязательное) Требования
к приборам, применяемым для проведения идентификации. 9

Приложение
В (рекомендуемое) Схемы
определения характеристик термического анализа. 10

Библиография. 12

ГОСТ Р 53293-2009

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Пожарная
опасность веществ и материалов

МАТЕРИАЛЫ,
ВЕЩЕСТВА И СРЕДСТВА ОГНЕЗАЩИТЫ

Идентификация методами термического анализа

Fire hazard of substances and materials Мaterials,
substance and fire protective means
Identification by thermal analysis methods

Дата введения — 2009-05-01
с правом досрочного применения

1
Область применения

Настоящий
стандарт является нормативным документом по пожарной безопасности в области
стандартизации и распространяется на вещества, материалы, применяемые в
строительстве, энергетике, текстильные материалы (далее по тексту — вещества (материалы)),
а также на средства огнезащиты.

Стандарт
устанавливает порядок и методы проведения термического анализа и последующей
аналитической идентификации веществ (материалов) и средств огнезащиты в целях
выявления соответствия определенным требованиям.

Стандарт
предназначен для применения при испытаниях веществ (материалов) на пожарную
опасность, определении огнезащитных свойств составов и пропиток, установлении
соответствия и инспекционном контроле продукции, изготавливаемой предприятиями,
юридическими и физическими лицами независимо от форм собственности и
ведомственной подчиненности, а также продукции, произведенной за рубежом и
ввезенной в Российскую Федерацию.

Стандарт
может быть использован при экспертизе пожаров и других видах экспертной оценки.

2
Нормативные ссылки

В
настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ
9.715-86 Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы
полимерные. Методы испытаний на стойкость к воздействию температуры

ГОСТ 9980.2-86
Материалы лакокрасочные. Отбор проб для испытаний

ГОСТ
18276.0-88 Покрытия и изделия ковровые машинного способа производства.
Метод отбора проб

ГОСТ
29127-91 (ИСО
7111-87) Пластмассы. Термогравиметрический анализ полимеров. Метод
сканирования по температуре

ГОСТ
Р ИСО 5725-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и
результатов измерений. Часть
1. Основные положения и определения

ГОСТ
Р 52361-2005 Контроль объекта аналитический. Термины и определения

Примечание
— При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие
ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на
официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и
метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному
указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1
января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным
указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен),
то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим
(измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то
положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей
эту ссылку.

3
Термины и определения

В
настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими
определениями:

3.1
идентификация продукции: Установление соответствия конкретной продукции
образцу и (или) ее описанию.

[ГОСТ Р
51293-99, раздел 2]

3.2
аналитическая идентификация: Отнесение объекта аналитического контроля
или его компонентов к конкретному веществу, материалу, классу веществ или
материалов.

[ГОСТ
Р 52361-2005, раздел 2, пункт 39]

3.3
аналитический контроль: По ГОСТ
Р 52361.

3.4
проба вещества (материала): Часть вещества (материала) объекта
аналитического контроля, отобранная для анализа и/или исследования его
структуры, и/или определения свойств, отражающая его химический состав и/или
структуру, и/или свойства.

[ГОСТ
Р 52361-2005, раздел 2, пункт 8]

3.5
кривая нагревания: Запись температуры вещества (образца), помещенного в
среду, нагреваемую с регулируемой скоростью, в зависимости от времени.

3.6
термический анализ; ТА: Группа методов анализа вещества (материала),
объединяющая термогравиметрию, дифференциально-термический анализ,
дифференциально-сканирующую калориметрию и ряд других методов.

3.7
термогравиметрия; ТГ: Метод термического анализа, при котором
регистрируется изменение массы образца в зависимости от температуры или времени
при нагревании в заданной среде с регулируемой скоростью.

3.8
термогравиметрия по производной: Метод, позволяющий получить первую или
вторую производную термогравиметрической кривой по времени или температуре.

3.9
дифференциально-термический анализ; ДТА: Метод, позволяющий
регистрировать разность температур исследуемого вещества и вещества,
используемого в качестве эталона, в зависимости от температуры или времени.

3.10
дифференциально-сканирующая калориметрия; ДСК: Метод, позволяющий
регистрировать энергию, необходимую для выравнивания температур исследуемого
вещества и вещества, используемого в качестве эталона, в зависимости от
температуры или времени.

3.11
степень превращения ω: Количество прореагировавшего вещества;
применительно к ТГ — величина, связанная с начальным m0, конечным mк значениями массы
образца и его массой в данный момент времени mτ соотношением

Примечание
— ω — безразмерная величина, меняется
от 0 до 1.

3.12
экстраполированная точка начала или окончания процесса: Точка
пересечения касательной, проведенной в точке наибольшего наклона, с
экстраполированной базовой линией.

3.13
температура начала разложения: По ГОСТ
29127.

3.14
значимые идентификационные характеристики термического анализа (критерии
идентификации):
Характеристики термоаналитических кривых, по которым
устанавливается идентичность веществ (материалов) и средств огнезащиты.

3.15
качественные идентификационные характеристики термического анализа: Характеристики
ТА-кривых, которые дополняют информацию о процессе разложения.

3.16
холостой опыт: Проведение процедуры анализа вещества, материала объекта
аналитического контроля без аналитической пробы или с холостой пробой.

[ГОСТ 52361-2005, раздел 2, пункт 31]

4
Методы идентификации

4.1
Идентификация проводится с использованием:


технической документации;


визуального метода;


инструментального метода.

4.2
Идентификация с использованием технической документации проводится на основании
представленных сопроводительных документов. Сопроводительные документы должны
содержать наименование вещества (материала), данные об изготовителе, показатели
назначения и другие основные показатели, принадлежность к определенной партии и
иные характеристики.

4.3
Визуальный метод основан на восприятии внешнего вида объекта с помощью зрения.
Внешний вид является комплексным показателем, который включает в себя форму,
цвет (окраску), состояние поверхности, целостность.

4.4
В качестве инструментального метода идентификации используется термический
анализ, включающий в себя методы:


термогравиметрический (ТГ);


термогравиметрический по производной (ДТГ);


дифференциально-термический анализ (ДТА) или дифференциально-сканирующую
калориметрию (ДСК).

4.5
Идентификация с применением методов термического анализа проводится в два
этапа:


первый этап — получение идентификационных термоаналитических характеристик в
результате проведения испытаний с использованием статистических методов
обработки и вычисления средних величин и дисперсий;


второй этап — установление идентичности (тождественности) испытываемого объекта
идентификатору* на основе сравнения дисперсий и средних величин
значимых характеристик термического анализа с использованием статистических
критериев: Фишера (F) и t-критерия.

___________

* Идентификатор — объект, впервые
прошедший термоаналитические испытания и получивший идентификационные
характеристики (опорное значение по ГОСТ
Р ИСО 5725, часть 1, пункт 3.5).

5 Подготовка к испытаниям и их проведение

5.1
Образцы для проведения испытаний отбираются согласно соответствующим стандартам
или техническим условиям (например, для лакокрасочных материалов — по ГОСТ
9980.2, для ковровых покрытий и изделий — по ГОСТ
18276.0).

Примечание
— Погрешность отбора
проб вещества (материала) или средства огнезащиты включает в себя (по ГОСТ
Р 52361): погрешность, обусловленную неоднородностью объекта идентификации;
погрешность результатов сопутствующих измерений; погрешность, обусловленную
изменением состава и/или структуры, и/или свойств пробы в процессе отбора проб
и др.

5.2
Приготовление навесок из образцов объектов непосредственно для испытаний
проводится с учетом физических свойств веществ (материалов): теплопроводности,
теплоемкости, плотности упаковки частиц образца, размеров включенных частиц и
т.п.

Примечания

1 Если образец
представляет собой гетерогенную смесь разнородных материалов, компоненты
которых распределены во всем объеме случайно, то приготовление навески для
испытаний проводят, исходя из опыта сохранения представительности, которая в
процессе получения идентификационных характеристик оценивается статистически по
нескольким параллельным испытаниям.

2 При приготовлении
навески образца указанных выше материалов проводят усреднение пробы, т.е.
зернистость и объем ее уменьшают размельчением и последующим делением общего
объема пробы на части.

3
Для материалов, состоящих из нескольких частей, например ковровых покрытий или
многослойных материалов, используют метод стратификации, т.е. разделение
продуктов на однородные части и последующее испытание каждой с проведением
параллельных испытаний по ГОСТ
Р 52361.

5.3
Масса, форма и размер навески образцов для испытаний выбираются в зависимости
от типа используемого прибора, при этом указанные характеристики образцов
фиксируются в протоколе в соответствии с приложением А.

5.4
Рекомендуемые характеристики навесок для некоторых видов веществ (материалов):


однородные композиционные вещества (материалы) и огнезащитные составы — масса
от 1 до 20 мг, толщина от 0,2 до 2 мм, форма — пластина, диск, кольцо;


ворс ковровых покрытий, нити, волокна — масса от 1 до 20 мг, при этом
рекомендуется использование специальных капсул и других приспособлений для
удерживания навесок образцов от расползания;


вспучивающиеся огнезащитные покрытия — в форме диска (пластины, кольца)
толщиной от 0,2 до 1 мм и массой от 3 до 20 мг, при этом необходимо учитывать
увеличение объема образца во время испытаний и не допускать перелива образца из
тигля;


древесина сосны, обработанная пропиточным составом, — в форме пластины, диска,
мелкой стружки, слой с поверхности толщиной от 0,5 до 1 мм.

5.5
Перед испытаниями проводят калибровку прибора на стандартных образцах,
прилагаемых к данному типу приборов, в соответствии со стандартами [1 — 6].

Примечание
— Требования к
приборам термического анализа — в соответствии с приложением Б.

5.6
Стандартные образцы выбираются для каждого метода термического анализа с учетом
рекомендаций ГОСТ
9.715, ИСO 11357 [1] и
ИСO
11358
[2].

5.7
Погрешность результатов калибровки должна соответствовать параметрам, указанным
в инструкции для конкретного типа прибора термического анализа.

5.8
Перед испытаниями должны быть изучены возможные источники систематических
погрешностей и учтено их влияние (например, дрейф базисной линии во времени при
проведении холостого опыта).

Для
этого проводят предварительные испытания и определяют их оптимальные условия:
скорость нагревания, массу и форму навески, с учетом приведенных выше
рекомендаций. При этом в параллельных испытаниях следует учесть факторы,
влияющие на характер термоаналитических кривых (например, вспучивание,
расслоение или резкое изменение размеров навески образца в процессе нагревания
и т.п.).

5.9
Нагревание образца проводится в динамической окислительной (воздух) или
инертной (для коксующихся материалов и средств огнезащиты на органической
основе) атмосфере газа. В необходимых случаях, когда требуется повысить
сходимость данных, используется переменная динамическая инертная атмосфера газа
(азот, аргон) со сменой ее при определенной температуре на окислительную. Смена
атмосферы в процессе нагревания проводится также в целях определения коксового
и зольного остатков вещества.

Примечания

1 Испытания образцов
веществ (материалов), разлагающихся с высокими скоростями потери массы
(например, полипропилен, полистирол, полиэтилен и т.п.), проводятся в инертной
атмосфере.

2 Температура смены
атмосферы определяется для каждого материала индивидуально.

3 Скорость газа во
время испытаний от 50 до 100 см3/мин.

4
Требования к газу по ГОСТ
29127 (например, азот особой чистоты — по ГОСТ 9293
с изм. 1, 2, 3).

5.10
Количество проводимых параллельных испытаний и используемые методы термического
анализа определяются с учетом специфики исследуемого объекта (состава,
однородности и т.п.).

5.11
Рекомендуемое количество параллельных испытаний n от трех до пяти,
но не менее трех.

Примечание
— В особых случаях
допускается проведение двух параллельных испытаний. Особым случаем считают
многократные параллельные испытания одних и тех же или однотипных образцов, для
которых методически определены форма, масса навески, погрешность, зависящие от
структуры образца и других параметров.

5.12
Рекомендуемые основные условия проведения весовых испытаний:


начальная температура — от 25 °С до 30 °С или температура окружающей среды;


скорость нагревания — 5, 10, 20 °С/мин;


атмосфера — инертный газ или воздух с расходом от 50 до 150 мл/мин
(рекомендуемая температура переключения газа для полимерных материалов от 500
°С до 650 °С, для огнезащитных красок и термостойких материалов от 750 °С до
850 °С);


конечная температура — по окончании процесса деструкции (для большинства
объектов идентификации не превышает диапазон от 900 °С до 1000 °С).

Примечание — Для получения качественных идентификационных
характеристик допускается проведение испытаний в атмосфере воздуха.

5.13
Характеристики термического анализа

5.13.1
Все характеристики ТА, полученные в результате испытаний, разделяют на значимые
и качественные.

5.13.2
Значимые идентификационные характеристики ТА:

а)
значения температуры, °С, при фиксированных потерях массы (например, 5, 10, 20,
30, 50 %), которые определяются по ТГ-кривым, приведенным на рисунке В.1
(приложение В),
для веществ (материалов) и огнезащитных покрытий на полимерной основе.

При
определении значений температуры диапазон суммарной потери массы материала
разбивается не менее чем на четыре значения. Например, для материалов с потерей
массы, не превышающей 10 %, фиксируются температуры при 1, 2, 3, 4, 5 %.

б)
потеря массы Δm, %, при
фиксированных значениях температуры (например 100, 150, 200, 250, 300 °С и
т.д.), определяемая по ТГ-кривым, приведенным на рисунке В.2
(приложение В);

в)
значения температуры при максимумах скорости потери массы, определяемые по
ДТГ-кривым (см. рисунок В.3 приложения В);

г)
скорость потери массы, %/мин, или амплитуда максимумов (ДТГ-максимум),
определяемые по ДТГ-кривым, приведенным на рисунке В.3 (приложение В);

д)
коксовый остаток, %, который определяется по окончании процесса пиролиза в
инертной атмосфере или при фиксированной температуре по ТГ-кривым, приведенным
на рисунке В.4
(приложение В);

е)
зольный остаток, %, который определяется по окончании процесса термоокисления
при фиксированной температуре по ТГ-кривым, приведенным на рисунке В.4
(приложение В);

ж)
значения температуры плавления и соответствующие им тепловые эффекты, Дж/г,
определяемые по ДСК (ДТА)-кривым (см. рисунок В.5 приложения В).

5.13.3
Качественные характеристики ТА:

а)
интервалы температур, внутри которых происходят процессы деструкции по ТГ- и
ДТГ-кривым, или тепловых эффектов по ДТА (ДСК)-кривым;

б)
экстраполированные значения температуры начала и окончания протекания
термоаналитических эффектов (см. рисунок В.3 приложения В);

в)
тепловые эффекты в абсолютных единицах, Дж/г, по ДСК-кривым или в относительных
единицах, °С·мин/мг, по
ДТА-кривым.

6 Обработка результатов испытаний

6.1
В результате термоаналитических испытаний получают соответствующие графические
зависимости, которые обрабатываются по схемам, приведенным на рисунках В.1 — В.6
(см. приложение В). При этом характеристики ТА, определяемые по
а), б) и г) 5.13.2 рекомендуется приводить к безразмерному виду с
использованием степени превращения ω, которая изменяется в пределах 0 ≤ ω ≤ 1 (см. рисунок В.6
приложения В),
и скорости превращения (см. рисунок А.2.1 приложения А)

                                                              (1)

Обработка
графических зависимостей проводится с использованием соответствующего
программного обеспечения приборов термического анализа.

6.2
В результате обработки графических зависимостей для каждой нормированной точки
и нескольких параллельных испытаний определяют:


среднее арифметическое  по формуле

                                             (2)

где x1,
x2, x3xn — оценка значимой
характеристики термического анализа;


отклонения d от среднего
арифметического значения по формулам:

                          (3)


квадраты этих отклонений по формулам:

                           (4)


среднеквадратическое отклонение повторяемости (сходимости) результатов
измерений S для каждой точки
по формуле

                                           (5)

6.3
Результаты обработки заносят в протокол испытаний, в котором указывают дату и
время испытаний, приводят информацию о материале, заказчике (производителе) и
другие сведения в соответствии с приложением А.

7
Установление идентичности образцов

7.1
Идентификация двух испытанных объектов (идентификатора и поступившего повторно
на испытания объекта) проводится на основе сравнения следующих критериев
идентификации:


количества ДТГ-максимумов на соответствующих кривых;


всех значимых характеристик, определенных в разделе 6.

7.2
В этих целях повторно поступивший материал проходит испытания и проводится
обработка результатов согласно разделам 5, 6 настоящего стандарта.

7.3
Результаты испытаний сравниваются с аналогичными результатами, полученными для
идентификатора. Сравнению подлежат характеристики ТА, полученные на приборах
одного класса и при одинаковых условиях эксперимента: массе, форме и размере
образцов; форме, размере и материале тигля; виде газа динамической атмосферы и
расходе газа; скорости нагревания и др.

7.4
Сравнение результатов проводится по следующей схеме:

7.4.1
Вычисляются дисперсии σ для каждой
значимой точки по формуле

σ = S2.                                                                (6)

7.4.2
Выясняется причастность сравниваемых дисперсий одной и той же генеральной
совокупности (проверка нуль-гипотезы, т.е. σ1 = σ2)
на
основании сравнения критериев Фишера (F-критерий) —
экспериментального Fэксп и теоретического
Fтеор с использованием
следующего неравенства:

Fэксп < Fтеор,                                                             (7)

где

 — дисперсии
нормированных точек идентификатора и идентифицируемого (повторно поступившего
на испытания) материала; при этом в числитель всегда ставится большая
дисперсия, т.е. ;

Fтеор выбирается по
таблице 1
в зависимости от уровня значимости α = 1 — Р и числа степеней
свободы f1 и f2 (f1 = n1 — 1 для числителя и f2 = n2 — 1 для
знаменателя);

P — доверительная
вероятность (рекомендуется принимать равной 0,95 в соответствии с таблицей 1).

Таблица 1 — F-критерий в
зависимости от числа степеней свободы f1 и f2 (при
вероятности 0,95)

f2

f1 = 1

f1 = 2

f1 = 3

f1 = 4

f1 = 5

f1 = 6

1

161

200

216

225

230

234

2

8,51

19,00

19,16

19,25

19,30

19,34

3

10,13

9,55

9,28

9,12

9,01

8,94

4

7,71

6,94

6,59

6,39

6,26

6,16

5

6,61

5,79

5,41

5,19

5,05

4,95

6

5,99

5,14

4,76

4,53

4,39

4,28

7.5
Если для каждой значимой характеристики неравенство (7) выполняется, то
нуль-гипотеза подтверждается. В этом случае случайные ошибки обеих серий
испытаний близки по величине и не вызваны влиянием на них состава материалов. В
противном случае (Fэксп > Fтеор) делается вывод о
том, что материалы не идентичны, проводятся уточняющие расчеты или дополнительные
испытания для выявления причин обнаруженных отклонений.

7.6
В случае выполнения неравенства (7) для каждой
значимой характеристики проводится сравнение двух средних с помощью t-критериев (tэксп и tтеор) в следующем
порядке:


для каждой значимой точки определяется усредненная дисперсия по формуле

                                        (8)

где n1 — количество
испытаний идентификатора;

n2 — количество
испытаний сравниваемого материала;


вычисляется tэксп по формуле

                                            (9)

7.6.1
Если найденное значение tэксп по абсолютной
величине окажется меньше tтеор:

tэксп < tтеор,                                                           (10)

где tтеор определяется по
таблице 2
при заданных уровне значимости (α = 1 — Р = 0,05) и числе степеней
свободы объединенной выборки (f = n1 + n2
— 2), то нуль-гипотеза принимается и сравнение средних для каждой нормированной
характеристики не дает значимого расхождения.

7.6.2
Если при соответствующих значениях α и f (см. таблицу 2)
найденное значение tэксп по абсолютной
величине окажется больше tтеор (tэксп > tтеор), то нуль-гипотеза
отвергается и значения средних для каждой характеристики ТА имеют значимые
расхождения. Выясняются причины полученных расхождений.

Таблица 2 — t-критерий
в зависимости от вероятности и числа степеней свободы

Число
степеней свободы f

Вероятность Р

0,90

0,95

0,98

0,99

2

2,92

4,30

6,97

9,93

3

2,35

3,18

4,54

5,84

4

2,13

2,78

3,75

4,60

5

2,01

2,57

3,37

4,03

6

1,94

2,45

3,14

3,71

7

1,89

2,36

3,00

3,50

8

1,86

2,31

2,90

3,36

9

1,83

2,26

2,82

3,25

7.7
Сравниваемые образцы материалов считаются идентичными по результатам
термического анализа на основании следующих заключений:


совпадает количество основных (значимых) ДТГ-максимумов;


значимые характеристики ТА удовлетворяют неравенствам (7) и (10)
(см. 7.4
— 7.6).

7.8
На основании проведенных испытаний составляется протокол в соответствии с
приложением А.

7.9
Протокол испытаний должен содержать:

а)
параметры проведения съемки, которые включают в себя:


тип используемого прибора;


тип устройства для измерения температуры;


массу образца;


форму и размер образца;


скорость нагревания;


вид и расход газа используемой динамической атмосферы;


тип тигля и дополнительного контейнера для образца;


для автоматизированных приборов — скорость съема информации;

б)
информацию об образце материала (ГОСТ, ТУ и т.п.);

в)
номер аттестата на термоаналитическое оборудование и срок его действия;

г)
результаты расчетов характеристик в соответствии с разделом 6.

7.10
Отчет о проведении идентификации должен содержать результаты и выводы по
использованным методам идентификации (см. 4.2 — 4.4).

7.11.
При положительном результате испытаний в выводах указывается, что материалы
являются идентичными.

7.12
При отрицательном результате испытаний и невыполнении требования 7.6.1 в
отчете приводятся соответствующие выводы, на основе которых проводятся
корректирующие мероприятия.

7.13
Отчет заверяется подписями исполнителей, выполнивших работу по идентификации.

Приложение А
(обязательное)

Протоколы
результатов термического анализа образцов

Образец
протокола А.1

ПРОТОКОЛ № _____ от «___»
__________ 20___ г
результатов термического анализа материалов

А.1.1
Изготовитель __________________________________________________________

А.1.2
Наименование материала (ТУ, ГОСТ) _____________________________________

А.1.3 Дата
поступления образца на испытания ___________________________________

А.1.4 Дата
проведения испытаний _____________________________________________

А.1.5
Аппаратура термического анализа ________________________________________

А.1.6 Аттестат
№ __________ действителен до «____» ____________ 20___ г.

А.1.7 Условия
проведения испытаний: таблица А.1.1

Таблица
А.1.1

Условия испытаний

Используемый метод (модуль)

ТГ

ДСК (ДТА)

Термопара
(материал, диаметр провода)

Тигель
(материал, объем)

Масса образца,
мг

Форма образца

Атмосфера

Расход газа,
мл/мин

Скорость
нагрева, °С/мин

Конечная
температура нагрева, °C

А.1.8
Результаты испытаний: таблица А.1.2,
рисунок А.1.1
(наименование файлов данных)

Таблица
А.1.2

Потеря массы Δm, %, при температуре, °C

Коксовый остаток, %, при Т,
°С

Зольный остаток, %, при Т,
°С

Δmср

Δm100

Δm200

Δm300

Δm400

Δm500

S

Температура, °C, при потере
массы

T5 %

T10 %

T20 %

T50 %

Tср

S

Характеристика максимумов
ДТГ-пиков в температурном интервале (температура максимума Tmах, °C/максимальная
скорость потери массы Аmах, %/мин-1)

Интервал, °C

Тmax ср/Аmax ср

S/S

Температуры максимумов ДСК
(ДТА)-пиков, °С

Тmax ср

S

Исполнитель                                                                     /Ф.
И. О./

Начальник                                                                         /Ф.
И. О./

1 — ТГ-кривая (потеря массы); 2 — ДТГ-кривая
(скорость потери массы);
3 — температура (скорость нагревания — 20 °С/мин)

Рисунок
А.1.1 — Характерные термоаналитические кривые
образца материала

Образец
протокола А.2

ПРОТОКОЛ № _____ от «___»
__________ 20___ г
результатов термического анализа материалов

А.2.1
Изготовитель __________________________________________________________

А.2.2
Наименование материала (ТУ, ГОСТ) _____________________________________

А.2.3 Дата
поступления образца на испытания __________________________________

А.2.4 Дата
проведения испытаний _____________________________________________

А.2.5
Аппаратура термического анализа ________________________________________

А.2.6 Аттестат
№ __________ действителен до «____» ____________ 20___ г

А.2.7 Условия
проведения испытаний: таблица А.2.1

Таблица
А.2.1

Условия испытаний

Используемый метод (модуль)

Термопара
(материал, диаметр провода)

Тигель
(материал, объем)

Масса образца,
мг

Форма образца

Атмосфера

Расход газа,
мл/мин

Скорость
нагрева, °С/мин

Конечная
температура нагрева, °C

А.2.8
Результаты испытаний: таблица А.2.2,
рисунок А.2.1
(наименование файлов данных)

Таблица
А.2.2

Степень
превращения ω при температуре, °С

Т

100

200

300

400

500

600

ωср

S

Температура, °C, при степени
превращения ω

ω0,05

ω0,10

ω0,20

ω0,30

ω0,40

ω0,50

Тmax ср, C

S

Характеристика максимумов
скорости превращения

Тмах, °С/ώmax, 1/мин

S

Исполнитель                                                                     /Ф.
И. О./

Начальник                                                                         /Ф.
И. О./

1 — степень превращения ω; 2 — скорость
превращения ώ

Рисунок А.2.1 —
Характерные термоаналитические кривые
образца материала

Приложение Б
(обязательное)

Требования к
приборам, применяемым
для проведения идентификации

Б.1
Для проведения идентификации методами термического анализа применяют приборы,
внесенные в Госреестр средств измерений и имеющие Сертификат об утверждении
типа средств измерений, а также действующее Свидетельство о поверке.

Б.2
Для идентификации применяют автоматизированные приборы термического анализа,
имеющие соответствующее программное обеспечение для обработки результатов,
следующих типов:


модульные, в которых каждому методу соответствует один прибор (например, только
ТГ или только ДТА);


совмещенные, в которых разные методы (ТГ, ДТА или ДСК) реализуются одним
прибором;

— с
горизонтальным или вертикальным размещением реакционных камер и механизмов
весов;


одно- или двухчашечные.

Б.3
Программное обеспечение должно позволять получать автоматическое представление
измеряемого сигнала (ТГ, ДТА или ДСК) в виде зависимости «сигнал — температура»
или «сигнал — время».

Б.4
Требования к термовесовым устройствам:


взвешивание образца должно проводиться с точностью ± 0,1 мг или выше;


температурный диапазон нагревания — не менее 1000 °С;


погрешность измерения температуры — не более 2 °С;


скорость нагревания — от 5 °С/мин до 20 °С/мин;


возможность осуществлять контроль атмосферы на входе в реакционную камеру и на
выходе из нее;


возможность устанавливать расход продувочного газа с регулировкой ± 10 %.

Б.5
Требования к дифференциальным сканирующим калориметрам:


обеспечение возможности работать с постоянными скоростями нагрева в диапазоне
от 1 °С/мин до 20 °С/мин;


погрешность измерения температуры не более 1 °С;


чувствительность не хуже 10 мкВт;


динамическая атмосфера с возможностью устанавливать скорость потока
продувочного газа с регулировкой ± 10 %;


температурный диапазон нагревания не менее 500 °С.

Б.6
Требования к дифференциально-термическим анализаторам:


обеспечение возможности работать с постоянными скоростями нагревания в
диапазоне от 5 °С/мин до 20 °С/мин;


погрешность измерения температуры — не более 2,5 °С;


чувствительность не хуже 0,1 мВ;

— динамическая
атмосфера с возможностью устанавливать скорость потока продувочного газа с
регулировкой ± 10 %;


температурный диапазон нагревания не менее 1000 °С.

Приложение В
(рекомендуемое)

Схемы
определения характеристик термического анализа

1 — ТГ-кривая (потеря массы); 2 — температура; 3
— характерные точки ТГ-кривой;
4 — температура при потере 10 % и 50 % массы

Рисунок В.1 —
Схема определения характерных значений температуры при
фиксированных значениях потери массы (в координатах «потеря массы — время»)

1 — ТГ-кривая (потеря массы); 2 — температура; 3
— характерные точки ТГ-кривой;
4 — потеря массы при 300 °С и 400 °С

Рисунок В.2 —
Схема определения характерных значений потери массы
при фиксированных значениях температуры (в координатах «потеря массы — время»)

1 — ТГ-кривая; 2 — ДТГ-кривая; 3
экстраполированная температура начала процесса по ТГ-кривой;
4 — экстраполированные температуры начала и окончания процесса по
ДТГ-кривой;
5 — экстраполированная температура максимума по ДТГ-кривой;
6 — амплитуда скорости потери массы по ДТГ-кривой

Рисунок В.3 —
Схема определения экстраполированных температур (3, 4, 5)
по ТГ(1) и ДТГ(2)-кривым

1 — ТГ-кривая; 2 — ДТГ-кривая; 3
коксовый остаток при 750 °С; 4 — зольный остаток при 900 °С

Рисунок В.4 —
Схема определения коксового и зольного остатков по
термогравиметрической кривой (в координатах «сигнал — температура»)

1 — ДСК-кривая; 2 — температура экстремума
теплового эффекта плавления;
3 — тепловой эффект плавления (ΔНпл); 4 — экстраполированная температура
начала плавления (Тпл);
5 — нулевая линия

Рисунок В.5 —
Схема определения характеристик плавления по ДСК-кривой
(в координатах «сигнал — температура»)

1 — по термогравиметрической кривой m = f (T); 2 — по кривой степени превращения ω = f (T)

Рисунок В.6 —
Схема определения идентификационных характеристик при
фиксированной температуре Т = 300 °С

Библиография

[1]
ИСО 11357:1997

«Пластмассы.
Дифференциально-сканирующая калориметрия ДСК» (ISO 11357:1997 «Plastics. Differential
Scaning Calorimetry (DSC)»)

[2]
ИСО 11358:1997

«Пластмассы.
Термогравиметрия полимеров. Основные принципы» (ISO 11358:1997 «Plastics. Thermogravimetry
(TG) of Polymers. General Principles»)

[3]
АСТМ Е
967-97

«Температурная калибровка дифференциальных сканирующих калориметров и дифференциальных термических анализаторов»
(ASTM E 967-97 «Standard Practice for Temperature Calibration of Differential
Scanning Calorimeters and Differential Thermal Analyzers»)

[4]
АСТМ Е
968-99

«Калибровка по тепловому потоку в дифференциальном сканирующем калориметре»
(ASTM E 968-99 «Standard Practice for Heat Flow Calibration of Differential
Scanning Calorimeters»)

[5]
АСТМ Е
1131-98

«Стандартный метод композиционного анализа с применением термического анализа»
(ASTM E 1131-98 «Standard Test Method for Compositional Analysis by
Thermogravimetry»)

[6]
АСТМ Е
1582-93

«Стандартный метод калибровки температуры в термогравиметрии»
(ASTM E 1582-93 «Standard Practice for Calibration of Temperature Scale for
Thermogravimetry»)

 

Ключевые
слова: вещества, материалы, средства огнезащиты, идентификация, термический
анализ

 

 

Оцените статью
Комментарии читателей