DIN EN ISO 3146-2002 塑料局部结晶聚合物熔化性能测法(中文版).pdf

2002年 6月 塑料 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测法 ( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) , 德文本 E N I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 DIN EN ISO 3146 标准中心 5 5 1 0 4 共 11 页 第 1 页 翻译 曹哲 日期 2006.05.11 校对 日期 打字 牛红珍 日期 2006.11.08 ICS 83.080.01 参考资料 替代 DIN EN ISO 3146:1997- 03 本欧洲标准 EN ISO 3146:2000具有德国标准的合法地位 德文本前言 德国标准化研究所（DIN）与欧洲标准化委员会（CEN）/技术委员会（TC）249室 “塑料”的合作成果是有目共睹的，其影响早已超出了塑料专业标准化委员会（FNK） 的范围。 从 DIN 方面参加该欧洲标准制订工作的是下面工作小组 FNK 工作小组 102.3室“物理、流变和分析化学试验” 2条中引用的国际标准与相应的德国标准对比如下 ISO 291 见 DIN EN ISO 291 修订 与 DIN EN ISO 3146:1997- 03标准比较,作了如下修改: a) 全部采纳了欧洲标准 EN ISO 3146：2000的内容 b) 增补了目录和附录 ZA（本标准所参考的国际出版物及其对应的欧洲标准） c) 对热分析法方法 C1：差分热分析法(DTA)和方法 C2：动态差分量热法(DSC) 没有进行全面说明 d) 从编辑角度进行了加工 以前版本 DIN EN ISO 3146：1997- 03 DIN 53736：1973- 08 德文本附录 NA (供参考) 文献指南 DIN EN ISO 291 塑料- 试样制备与试验所需要的标准大气压（ISO 291：1997），德文本 EN ISO 291： 1997 塑料 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测 法( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) , 德文本 E N I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 EN ISO 3146 共 11 页 第 2 页 EN ISO 3146 欧洲标准 2000年 6月 ICS 83.080.10 替代 EN ISO 3146 :1997 德文本 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测法 ( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) 本欧洲标准于 2000年 4月 9日为欧洲标准化委员会(CEN)采用 凡是 CEN 的成员,都有义务遵守 CEN/CENELEC(/欧洲电工标准化委员会)的议事 规程.不过这种遵守是有条件的,即该欧洲标准的问世,并不改变一国的国家标准的 合法地位.目前,这些国家标准的目录及目录说明书,可向企业管理中心或 CEN 成员 处询问购得. 这些欧洲标准有三种正式文本(德文、英文和法文).一种文本翻译成另一种语言,这项 工作由 CEN 成员自己负责完成,标准译成本国语言后,由管理中心发出通知,宣布它具 有与正式文本同等合法地位. CEN 成员包括下列各国的标准化研究所,这些国家是:比利时,丹麦,法国,爱沙尼亚,芬兰, 法国,希腊,爱尔兰,冰岛,意大利,拉脱维亚,立陶宛,卢森堡,马尔他,荷兰,挪威,奥地利, 波兰,葡萄牙,瑞典,瑞士,斯洛伐克,斯洛文尼亚,西班牙,捷克,匈牙利,英国和塞浦路斯. CEN 欧洲标准化委员会 管理中心:rue de Stassart,36 B- 1050布鲁塞尔 2000 CEN (欧洲标准化委员会)- 推荐号:EN ISO 3146:2000 D 在世界范围内,本标准无论用何种 形式与方法使用,版权均为 CEN 的 本国成员所有. 塑料 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测 法( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) , 德文本 E N I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 EN ISO 3146 共 11 页 第 3 页 目录 0 引言 1 适用范围 2 标准参考资料 3 定义 4 方法 A：毛细管法 5 方法 B：偏振光显微镜法 附录 ZA （供参考） 国际出版物的标准参考资料 前言 原国际标准文本是由国际标准化组织（ISO）的 ISO技术委员会（TC）/TC 61“塑料”, 制订的，而被接受为欧洲标准的单位是欧洲标准化委员会（CEN）技术委员会（TC） / 249室“塑料”，其秘书处在比利时标准化委员会（IBN） 本欧洲标准替代了 EN ISO 3146:1997 本欧洲标准必须取得本国标准的合法地位,方法是发行一个相同的文本，在 2000年 12 月之前得到承认，万一出现了内容相矛盾的国家标准,则必须在 2000年 12月之前予以 取消. 根据 CEN/CENELEC 的议事规程,下列各国的国家标准化研究所有义务采用这些 欧洲标准.这些国家是:比利时,丹麦,德国,芬兰,法国,希腊,爱尔兰,冰岛,意大利,卢森堡, 荷兰,挪威,奥地利,波兰,瑞典,瑞士,西班牙,捷克和英国 认证 本国际标准 ISO 3146:2000文本无需任何修改由 CEN 确认为欧洲标准. 注释:本标准所参考的国际标准见附录 ZA(供参考) 0 引言 某些结晶的和局部结晶的聚合物，其熔化特性是一种结构上敏感的特性 聚合物与低分子材料中所观察到的情况不同，它通常没有明显的熔点，而是在加热 时形成一个熔化温度区间，此温度区间从固态颗粒发生首次形变开始，伴随着结晶 相的消失，直到转变成高粘性的或粘弹性的液体物质为止，此熔化温度区间的变换 情况，取决于参数的数目，如摩尔质量，摩尔质量分布，结晶材料/结晶相的质量份 额或体积份额，以及热力学性能等等。 此熔化温度区间还与试样在试验前的温度变化有关，通常将熔化温度区间的最大峰 值认作“熔化温度”。 塑料 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测 法( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) , 德文本 E N I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 EN ISO 3146 共 11 页 第 4 页 1 适用范围 该国际标准为测定局部结晶聚合物的熔化特性规定了两种方法。 按此两种方法所确定的熔化温度常常会相差好几度（绝对温度，K）其原因就像引言 中说的那样。 方法 A：毛细管法 此法是从聚合物试样形状变化为基础创造出来的，适用于所有局部结晶聚合物及其 模塑材料。 注释 1：方法 A也可用来测定非结晶固态物质的软化温度 方法 B：偏振光显微镜法 此法是以光学性能变化为基础创造出来的，适用于不透明的聚合物，但不可用于含 有颜料和（或）其它添加剂的塑料- 模塑材料，因为这些材料会干扰聚合物结晶区的 双折射。 注释 2：在 ISO 11357- 3：1999标准第 3部分中介绍了其它可用于局部结晶聚合物的 方法 2 标准参考资料 下面标准文献中的有关规定，通过该文本的参考引用，已成为该国际标准的组成部 分，在该国际标准发行的时间内，所提供的版本都是有效的，所有的标准文献总是 要随时修改的，以此国际标准为基础鉴定协议的双方，皆可提出要求进行试验，以 考核下面标准的最新版本是否合用，IEC 和 ISO各成员都存有当前有效的国际标准 目录。 ISO 291 塑料- 用于预处理和试验的标准气候 3 定义 为使用好该国际标准，特说明下列概念和定义： 3.1 局部结晶聚合物 含有一个被非晶状物质包围的结晶相的聚合物 3.2 熔化区间 熔化区间就是一个温度区间，在此区间内，晶态聚合物的结晶性在加热过程中逐渐 消失。 注释：按方法 A和方法 B确定的“熔化温度”见 4.1和 5.1条中的定义 塑料 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测 法( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) , 德文本 E N I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 EN ISO 3146 共 11 页 第 5 页 4 方法 A：毛细管法 4.1 原理 试样用一个适当速度加热，当出现第一次肉眼可见的形变，随后又出现结晶相的溶解/ 结晶相消失时，先后测出试样的温度，这第 1次测得的温度称为试样温度，两次测得 的温度之间的范围则称做熔化区间。 注释：此法也可用于非晶态物质，但须按照所需要的说明书和（或）相关各方商定 之后才使用。 4.2 仪器（见图 1） 1 金属加热体 2 灯 3 金属塞 4 温度计 5 毛细管 6 放大镜 7 电阻 图 1：方法 A使用的试验装置 塑料 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测 法( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) , 德文本 E N I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 EN ISO 3146 共 11 页 第 6 页 4.2.1 熔化温度测定装置，由下面几个部分构成： a） 圆柱形的金属体，其上部的中空部分构成一个工作室 b） 金属塞有两个或更多个孔道，温度计和毛细管（一个或多个）通过孔道插入金属 体内工作室 c） 金属体的加热系统，例如安在金属体上的电阻 d） 如果采用电加热法，则安有温度调节器（恒温器），用来调节电流 e） 四个窗口由热稳定玻璃制成，并沿径向呈直角分布在工作室的侧壁上，其中一个 窗口装有一个放大镜，以便对毛细管进行观察，另外三个窗口装有电灯供工作室 内照明 注释：也可以采用其他合适的熔化温度测定装置，前提是要获得同样的效果 4.2.2 毛细管，由耐热玻璃制成，其一端是密封的 注释：毛细管最大内径为 1.5 mm 4.2.3 已校准过的温度计刻度值要精确到 0.1，温度计的测头不得妨碍装置中的 热传递 注释：也可以采用其它合适的温度测量器 4.3 试样 4.3.1 概述 所采用的试样必须是被测材料的典型试样 4.3.2 性能 所采用的试样主要应该是颗粒尺寸小于 100 m的粉末或厚度为 10 m 20 m的薄膜切片，对于具有同样或类似颗粒尺寸的试样，以及充作敷层或 薄膜用的试样，必须进行类似颗粒尺寸或类似厚度材料的对比试验。 4.3.3 预处理 若别无规定，也无相关各方的商定，试样必须在测试前 3 h按 ISO 291标准的规定在 （232）和相对空气湿度（505）%之下进行预处理。 4.4 试验的实施 4.4.1 温度计的校正 温度计必须定期地、在试验温度范围内、用化学纯净的或有证明书的化学药品进行 校验。 推荐的化学药品列于表 1中 塑料 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测 法( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) , 德文本 E N I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 EN ISO 3146 共 11 页 第 7 页 表 1：校核数据表 4.4.2 温度的测定 4.4.2.1 将温度计（4.2.3条）和毛细管（4.2.2条）插入装有试样的加热室中（4.2.1条 a） 条），然后开始加热，温度调节器（4.2.1条 d）条）使试样稳步升温，就是说， 加热速率不超过 10/min，直到温度达到预期的熔化温度以下约 20为止，当 温度达到这样的温度时，再将升温速度调节到（20.5）/min。当试样开始 改变形态和结晶相的最后残余完全消失时，分别及时记下此两个时间点的温度。 塑料 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测 法( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) , 德文本 E N I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 EN ISO 3146 共 11 页 第 8 页 4.4.2.2 按 4.4.2.1条规定的工作步骤，用第 2个试样重复试验，如果两个同样试品的 试验结果在温度上的差别超过 3，则再次用两个新的试样重复上述试验。 4.5 试验报告 试验报告必须包括下面内容： b） 说明在该国际标准指导下进行了试验 c） 所采用的试验方法（方法 A） d） 全面说明被试验材料所必需的数据 e） 试样形状和尺寸（或质量） f） 试样的温度变化历程 g） 所采用的预处理方法 h） 准确说明加热速度 i） 说明温度单位，摄氏度或绝对温度，前后两次测得的两个温度及其算术平均值， 以及在此温度下试样形状如何开始变化，局部结晶相如何溶解和消失。 j） 在试验方法上，所有不在该国际标准范围内的情节或偏差，或可自行决定的事项， 以及任何对试验结果可能有影响的因素，都必须一一说明。 5 方法 B：偏振光显微镜法 5.1 原理 试样位于偏光镜滤光器与显微镜的检偏振滤光器之间，按规定的速度予以加热时， 在某一温度下，由于结晶相的溶解使聚合物失去了光学上的各向异性，此时测得的 温度可认定为该聚合物的熔化温度。 5.2 试验仪器 5.2.1 显微镜，带有一偏光镜滤光器和一检偏振滤光器或一偏振光显微镜，偏光镜 滤光器位于照明设备（聚光灯）前方，见偏振滤光器位于物镜的后面，物镜 则装在显微镜镜筒内，偏振光显微镜带有内装的检偏振器，其放大倍数为 50 100 倍。 5.2.2 显微镜加热台，由一绝缘金属座框组成，座框容易固定到载物台上，其结构 和功能如下： a） 座框上设有一个透光孔 b） 座框可进行电加热，并安有调温器，用以调节加热和冷却的速度 c） 座框中的工作室带有绝热层和玻璃盖，以便在惰性气氛中进行测量 d） 透光孔近旁有一个小窗口以便放入测温器 5.2.3 经过校正的温度计或其它等值的温度测量仪 塑料 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测 法( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) , 德文本 E N I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 EN ISO 3146 共 11 页 第 9 页 5.3 试样 5.3.1 粉末状材料的 将 2 mg 3 mg的粉末（颗粒大小不超过 100 m）均匀散放在清洁的（显微镜）载 物片上，并用盖片盖好。 注释：由于所采用的加热和冷却速率以及试样处于熔化状态时的温度和时间存在着 差异，试验结果可能会有差别。 将试样、载物片和盖片一并放在加热板上加热到稍许超过聚合物的熔化温度，借助 盖片轻轻的压力，试样便形成一片厚约 0.01 mm 0.04 mm的薄膜，在加热板断电 后便缓慢地冷却下来。 5.3.2 成形材料和粒状材料 将试样用显微切片机切成厚约 0.02 mm的薄膜，把它放在清洁的载物片上，用盖片 盖好，薄膜的加热和熔化见 5.3.1条。 5.3.3 薄膜材料 切好的薄膜，重 2 mg 3 mg，照 5.3.1条做法，放在清洁的载物片上，并用盖片盖 好。 前述试样在载物片和盖片之间熔化，其优点是消除了由于取向和内应力而引起的双 折射现象，并减少了试验过程中试样被氧化的危险，关于采用惰性气流的必要性， 就像 5.2.2 c）中所说的那样，只限制在很特殊的情况下使用，借此也可以改善测试 的可比性，不过按照有关各方的商定，也可直接用粉末或切割下来的薄膜，无需前 述的熔化而进行熔化温度的测定。其偏差必须在试验报告中加以说明。 5.3.4 预处理 见 4.3.3条 注释：预处理的结果由于加热台上的预熔化而可能化为乌有，或者发生变化。 5.4 试验的实施 5.4.1 温度计的校验 见 4.4.1条 5.4.2 熔化温度的测定 将放好试样的载物片和盖片（见 5.3.15.3.3条）置于加热台（5.2.2条）上，调节 光源至最大强度并将显微镜调焦。 塑料 局部结晶聚合物熔化性能( 熔化温度或熔 化区间) 的毛细管测法和偏振光显微镜测 法( I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 ) , 德文本 E N I S O 3 1 4 6 : 2 0 0 0 EN ISO 3146 共 11 页 第 10 页 由于试样一遇到空气便会分解，故试验应在惰性气体室内进行，且应调节惰性气体 的输入量，使试样处于弱正压状态，以便防止空气进入。转动检偏振滤光器，使光 线消失（暗场），此后结晶物质将导致双折射而使暗场发亮。调整加热调节器，加 热速度不超过 10/min，使温度升高到低于熔化温度 Tm的某个数值，这个数值可 通过预备试验来确定，且须符合下列要求： 然后再调整调温器，使升温速度为 1 2 /min，在某一温度之下双折射消失时， 可以观察到所形成的整个暗场，这个时候的温度便可认作试样的熔化温度。 关闭加热器，拿开有热保护层作用的盖片和放着试样的载物片。 用另