T-SDAMA 006-2024 改性無機(jī)粉體材料 接枝率的測定熱重法

ICS17.060CCSA43SDAMAModifiedinorganicpowdermaterials—Determinationofgra2024-06-20發(fā)布山東省新材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會發(fā)布T/SDAMA006—2024前言 II 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14原理 25試驗條件 26試劑或材料 27儀器設(shè)備 28樣品 29試驗步驟 310試驗數(shù)據(jù)處理 311精密度和測量不確定度 412試驗報告 4附錄A（規(guī)范性）接枝率計算公式 5附錄B（資料性）接枝率測定的TG和DTG曲線圖例 7附錄C（資料性）起草單位和主要起草人 T/SDAMA006—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由山東省新材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會提出并歸口。本文件為首次發(fā)布。1T/SDAMA006—2024改性無機(jī)粉體材料接枝率的測定熱重法本文件規(guī)定了熱重法測定改性無機(jī)粉體材料接枝率的原理、試驗條件、儀器設(shè)備和試劑材料、待測樣品制備、試驗步驟、試驗數(shù)據(jù)處理、不確定度來源分析等要求。本文件適用于以硅烷偶聯(lián)劑或相似表面活性劑為表面改性劑的改性無機(jī)粉體材料接枝率的測定，改性前的無機(jī)粉體材料為室溫至800℃范圍內(nèi)不發(fā)生質(zhì)量變化的無機(jī)非金屬粉體材料。本文件測定的接枝率范圍為≥0.10%。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T6040-2019紅外光譜分析方法通則GB/T6425-2008熱分析術(shù)語GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定JY/T0589.4熱分析方法通則第4部分:熱重法3術(shù)語和定義GB/T6425界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。熱重法thermogravimetry（TG）在程序控溫和一定氣氛下，測定試樣的質(zhì)量與溫度或時間關(guān)系的技術(shù)。[來源：GB/T6425-2008,3.2.1]3.2熱重曲線（TG曲線）thermogravimetriccurve（TGcurve）由熱重法測得的數(shù)據(jù)以質(zhì)量（或質(zhì)量分?jǐn)?shù)）隨溫度或時間變化的形式表示的曲線。曲線的縱坐標(biāo)為質(zhì)量m（或質(zhì)量分?jǐn)?shù)），向上表示質(zhì)量增加，向下表示質(zhì)量減??；橫坐標(biāo)為溫度T或時間t，自左向右表示溫度升高或時間增長。[來源：GB/T6425-2008,3.2.5]3.3微商熱重曲線derivativethermogravimetriccurve（DTGcurve）2T/SDAMA006—2024由熱天平測得的數(shù)據(jù)，以質(zhì)量變化速率與溫度（掃描型）或時間（恒溫型）的關(guān)系圖示。當(dāng)試樣質(zhì)量增加時，DTG曲線峰向上；質(zhì)量減小時，峰應(yīng)向下。[來源：GB/T6425-2008,3.2.6]4原理使用熱重儀或同步熱分析儀在相同的測定條件下測定規(guī)定溫度范圍內(nèi)的改性前樣品的熱失重百分比和改性后未接枝改性劑被清洗完全的樣品的熱失重百分比，這兩個熱失重百分比的差值為接枝到材料上的有機(jī)物的接枝率。5試驗條件測定條件要求如下：a）環(huán)境溫度：（15～28）℃;b）環(huán)境濕度：≤70%RH；c）室內(nèi)無明顯氣流波動。6試劑或材料6.1清洗劑：分析純。6.1.1不與無機(jī)粉體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；6.1.2不與改性劑在萃取過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)且與改性劑的極性差異大，不與漿料中的液體組分互溶。6.2熱失重測定反應(yīng)氣氛：高純空氣，純度≥99.999%（體積分?jǐn)?shù)）。6.3保護(hù)氣氛：高純氮氣，純度≥99.999%（體積分?jǐn)?shù)）。7儀器設(shè)備7.1熱重儀或同步熱分析儀：7.1.1溫度范圍：室溫～1000℃;7.1.2升溫速率范圍：(1～50)℃/min；7.1.3熱天平：精度為1μg。7.2傅里葉紅外光譜儀：7.2.1配有衰減全反射（ATR）附件；7.2.2波數(shù)范圍：(4000～400)cm-1。7.3電子天平：分度值為0.0001g。7.4離心機(jī)：轉(zhuǎn)速≥4500r/min。7.5紅外燈：燈泡功率≥100W。7.6瑪瑙研缽：直徑≥90mm。7.7移液槍：5mL。7.8離心管：50mL。8樣品3T/SDAMA006—20248.1一般要求8.1.1樣品狀態(tài)：漿料、粉體。8.1.2要求改性前、后的漿料具有良好的分散性和穩(wěn)定性，漿料體積＞5mL。8.1.3要求改性前、后的粉體保持良好的化學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)，質(zhì)量＞2g。8.2待測樣品的制備改性后樣品應(yīng)按如下步驟進(jìn)行前處理：8.2.1用電子天平（7.3）按8.1的要求和a）和b）中的比例要求稱量樣品和清洗劑，加入離心管中，制成懸濁液。a）漿料樣品的處理：漿料和清洗劑的體積比為漿料：清洗劑=1:(1～2)，清洗次數(shù)為（10～15）次。b）粉體樣品的處理：粉體和清洗劑的質(zhì)量比例為粉體：清洗劑=1:(10～15)，清洗次數(shù)為（5～10）8.2.2以轉(zhuǎn)速為(60～100)r/min，沿著一個方向旋轉(zhuǎn)搖晃離心管，清洗待測樣品至少3min。8.2.3等待懸濁液靜置分層，若溶液長時間保持乳化狀態(tài)則需使用離心機(jī)離心沉降，設(shè)定離心條件為4500r/min離心(5～15)min，至完全分層。8.2.4取分層后上清液1mL，以清洗劑為參比樣品按GB/T6040-2019第7章的規(guī)定在不抽真空的環(huán)境下進(jìn)行測定，若其中不含有改性劑的特征基團(tuán)，則認(rèn)為清洗完成。8.2.5使用紅外燈照射清洗完畢的樣品，保持樣品溫度為(45±5)℃,持續(xù)(3～4)h，至樣品完全干燥，再用瑪瑙研缽研磨烘干后的樣品至無明顯顆粒感，得到待測樣品，并置于干燥皿中備用。8.3空白樣品的制備改性前樣品為改性無機(jī)材料對應(yīng)的未改性材料或改性無機(jī)材料經(jīng)室溫至800℃煅燒后的無機(jī)粉體材料。按照8.2的規(guī)定處理改性前樣品，得到空白樣品。9試驗步驟9.2按照儀器使用說明和JY/T0589.4進(jìn)行儀器操作和測定。推薦的測定參數(shù)具體見表1。表1推薦的測定參數(shù)起始溫度終止溫度反應(yīng)氣氛氣氛流量保護(hù)氣氛保護(hù)氣流量升溫速率室溫800℃高純空氣50mL/min高純氮氣20mL/min10℃/min10試驗數(shù)據(jù)處理分別對空白樣品（8.3）和待測樣品（8.2）的熱重曲線作微商熱重曲線，并平滑8次，定義起點失重溫度T0，選取800℃作為失重終點溫度。使用儀器軟件計算空白樣品（8.3）熱失重百分比W0、待測樣品（8.2）熱失重百分比W1。按接枝率計算公式（見附錄A）得接枝率。接枝率測定的TG和DTG曲線圖例見附錄B。報告試驗結(jié)果時，取兩次平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值作為接枝率測定結(jié)果，按GB/T8170進(jìn)行數(shù)值修約，結(jié)果保留兩位小數(shù)。4T/SDAMA006—202411精密度和測量不確定度在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨立測量結(jié)果的測定值的絕對差值不超過重復(fù)性限(r)，超過重復(fù)性限（r)的情況不超過5%。重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差Sr=0.05%，重復(fù)性限(r)=2.8Sr=0.15%。11.1.2再現(xiàn)性在再現(xiàn)性條件下獲得的兩次獨立測量結(jié)果的測定值的絕對差值不超過再現(xiàn)性限(R)，超過再現(xiàn)性限（r)的情況不超過5%。再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差SR=0.09%，再現(xiàn)性限(R)=2.8SR=0.25%。11.2測量不確定度接枝率不確定度來源分析如下：a）測定重復(fù)性與樣品均勻性引入的不確定度uA。b）儀器校準(zhǔn)引入的不確定度uB。12試驗報告試驗報告應(yīng)當(dāng)包括但不限于下列內(nèi)容：a）報告的唯一性標(biāo)識（如編號）；b）委托單位的名稱和地址；c）實驗室名稱和地址；d）樣品描述，樣品名稱和批號，唯一性的明確標(biāo)識；e）樣品接收日期，測定日期，報告日期；f）本文件的編號和名稱；g）樣品所用改性劑和清洗劑，制備條件；h）測定環(huán)境條件，儀器設(shè)備，測定參數(shù)的描述，原始數(shù)據(jù)；i）測定結(jié)果及表示，不確定度的說明；j）報告簽發(fā)人的簽名；k）測定結(jié)果僅對被測對象有效的聲明；l）未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制報告的聲明。T/SDAMA006—2024附錄A（規(guī)范性）接枝率計算公式A.1接枝率計算公式接枝率應(yīng)按公式（A.1）進(jìn)行計算：接枝率=W1?W0（A.1）式中：W0——空白樣品（8.3改性前）T0～800℃的熱失重百分比，單位為%；W1——待測樣品（8.2改性后）T0～800℃的熱失重百分比，單位為%。A.2T0選擇方法a）若該范圍內(nèi)樣品DTG曲線在(200～300)℃與X軸平行，則定義該平行線段的中點對應(yīng)的溫度TT0圖A.1在(200～300)℃,DTG曲線與X軸平行時T0點的選擇b）若該范圍內(nèi)樣品DTG曲線在(200～300)℃與X軸不平行，并且在室溫～200℃出現(xiàn)變化的絕對值＞0.2%/min，則定義(200～300)℃中曲線凸點或X軸相平行的溫度為T0（圖A.2）。T/SDAMA006—2024TT0圖A.2在(200～300)℃,DTG曲線與X軸不平行時T0點的選擇根據(jù)樣品DTG曲線的情況定義起點溫度T0，要求改性前