T-SDAMA 006-2024 改性无机粉体材料 接枝率的测定热重法

ICS17.060CCSA43SDAMAModifiedinorganicpowdermaterials—Determinationofgra2024-06-20发布山东省新材料产业协会发布T/SDAMA006—2024前言 II 12规范性引用文件 13术语和定义 14原理 25试验条件 26试剂或材料 27仪器设备 28样品 29试验步骤 310试验数据处理 311精密度和测量不确定度 412试验报告 4附录A（规范性）接枝率计算公式 5附录B（资料性）接枝率测定的TG和DTG曲线图例 7附录C（资料性）起草单位和主要起草人 T/SDAMA006—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由山东省新材料产业协会提出并归口。本文件为首次发布。1T/SDAMA006—2024改性无机粉体材料接枝率的测定热重法本文件规定了热重法测定改性无机粉体材料接枝率的原理、试验条件、仪器设备和试剂材料、待测样品制备、试验步骤、试验数据处理、不确定度来源分析等要求。本文件适用于以硅烷偶联剂或相似表面活性剂为表面改性剂的改性无机粉体材料接枝率的测定，改性前的无机粉体材料为室温至800℃范围内不发生质量变化的无机非金属粉体材料。本文件测定的接枝率范围为≥0.10%。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6040-2019红外光谱分析方法通则GB/T6425-2008热分析术语GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定JY/T0589.4热分析方法通则第4部分:热重法3术语和定义GB/T6425界定的以及下列术语和定义适用于本文件。热重法thermogravimetry（TG）在程序控温和一定气氛下，测定试样的质量与温度或时间关系的技术。[来源：GB/T6425-2008,3.2.1]3.2热重曲线（TG曲线）thermogravimetriccurve（TGcurve）由热重法测得的数据以质量（或质量分数）随温度或时间变化的形式表示的曲线。曲线的纵坐标为质量m（或质量分数），向上表示质量增加，向下表示质量减小；横坐标为温度T或时间t，自左向右表示温度升高或时间增长。[来源：GB/T6425-2008,3.2.5]3.3微商热重曲线derivativethermogravimetriccurve（DTGcurve）2T/SDAMA006—2024由热天平测得的数据，以质量变化速率与温度（扫描型）或时间（恒温型）的关系图示。当试样质量增加时，DTG曲线峰向上；质量减小时，峰应向下。[来源：GB/T6425-2008,3.2.6]4原理使用热重仪或同步热分析仪在相同的测定条件下测定规定温度范围内的改性前样品的热失重百分比和改性后未接枝改性剂被清洗完全的样品的热失重百分比，这两个热失重百分比的差值为接枝到材料上的有机物的接枝率。5试验条件测定条件要求如下：a）环境温度：（15～28）℃;b）环境湿度：≤70%RH；c）室内无明显气流波动。6试剂或材料6.1清洗剂：分析纯。6.1.1不与无机粉体材料发生化学反应；6.1.2不与改性剂在萃取过程中发生化学反应且与改性剂的极性差异大，不与浆料中的液体组分互溶。6.2热失重测定反应气氛：高纯空气，纯度≥99.999%（体积分数）。6.3保护气氛：高纯氮气，纯度≥99.999%（体积分数）。7仪器设备7.1热重仪或同步热分析仪：7.1.1温度范围：室温～1000℃;7.1.2升温速率范围：(1～50)℃/min；7.1.3热天平：精度为1μg。7.2傅里叶红外光谱仪：7.2.1配有衰减全反射（ATR）附件；7.2.2波数范围：(4000～400)cm-1。7.3电子天平：分度值为0.0001g。7.4离心机：转速≥4500r/min。7.5红外灯：灯泡功率≥100W。7.6玛瑙研钵：直径≥90mm。7.7移液枪：5mL。7.8离心管：50mL。8样品3T/SDAMA006—20248.1一般要求8.1.1样品状态：浆料、粉体。8.1.2要求改性前、后的浆料具有良好的分散性和稳定性，浆料体积＞5mL。8.1.3要求改性前、后的粉体保持良好的化学稳定状态，质量＞2g。8.2待测样品的制备改性后样品应按如下步骤进行前处理：8.2.1用电子天平（7.3）按8.1的要求和a）和b）中的比例要求称量样品和清洗剂，加入离心管中，制成悬浊液。a）浆料样品的处理：浆料和清洗剂的体积比为浆料：清洗剂=1:(1～2)，清洗次数为（10～15）次。b）粉体样品的处理：粉体和清洗剂的质量比例为粉体：清洗剂=1:(10～15)，清洗次数为（5～10）8.2.2以转速为(60～100)r/min，沿着一个方向旋转摇晃离心管，清洗待测样品至少3min。8.2.3等待悬浊液静置分层，若溶液长时间保持乳化状态则需使用离心机离心沉降，设定离心条件为4500r/min离心(5～15)min，至完全分层。8.2.4取分层后上清液1mL，以清洗剂为参比样品按GB/T6040-2019第7章的规定在不抽真空的环境下进行测定，若其中不含有改性剂的特征基团，则认为清洗完成。8.2.5使用红外灯照射清洗完毕的样品，保持样品温度为(45±5)℃,持续(3～4)h，至样品完全干燥，再用玛瑙研钵研磨烘干后的样品至无明显颗粒感，得到待测样品，并置于干燥皿中备用。8.3空白样品的制备改性前样品为改性无机材料对应的未改性材料或改性无机材料经室温至800℃煅烧后的无机粉体材料。按照8.2的规定处理改性前样品，得到空白样品。9试验步骤9.2按照仪器使用说明和JY/T0589.4进行仪器操作和测定。推荐的测定参数具体见表1。表1推荐的测定参数起始温度终止温度反应气氛气氛流量保护气氛保护气流量升温速率室温800℃高纯空气50mL/min高纯氮气20mL/min10℃/min10试验数据处理分别对空白样品（8.3）和待测样品（8.2）的热重曲线作微商热重曲线，并平滑8次，定义起点失重温度T0，选取800℃作为失重终点温度。使用仪器软件计算空白样品（8.3）热失重百分比W0、待测样品（8.2）热失重百分比W1。按接枝率计算公式（见附录A）得接枝率。接枝率测定的TG和DTG曲线图例见附录B。报告试验结果时，取两次平行测定结果的算术平均值作为接枝率测定结果，按GB/T8170进行数值修约，结果保留两位小数。4T/SDAMA006—202411精密度和测量不确定度在重复性条件下获得的两次独立测量结果的测定值的绝对差值不超过重复性限(r)，超过重复性限（r)的情况不超过5%。重复性标准差Sr=0.05%，重复性限(r)=2.8Sr=0.15%。11.1.2再现性在再现性条件下获得的两次独立测量结果的测定值的绝对差值不超过再现性限(R)，超过再现性限（r)的情况不超过5%。再现性标准差SR=0.09%，再现性限(R)=2.8SR=0.25%。11.2测量不确定度接枝率不确定度来源分析如下：a）测定重复性与样品均匀性引入的不确定度uA。b）仪器校准引入的不确定度uB。12试验报告试验报告应当包括但不限于下列内容：a）报告的唯一性标识（如编号）；b）委托单位的名称和地址；c）实验室名称和地址；d）样品描述，样品名称和批号，唯一性的明确标识；e）样品接收日期，测定日期，报告日期；f）本文件的编号和名称；g）样品所用改性剂和清洗剂，制备条件；h）测定环境条件，仪器设备，测定参数的描述，原始数据；i）测定结果及表示，不确定度的说明；j）报告签发人的签名；k）测定结果仅对被测对象有效的声明；l）未经实验室书面批准，不得部分复制报告的声明。T/SDAMA006—2024附录A（规范性）接枝率计算公式A.1接枝率计算公式接枝率应按公式（A.1）进行计算：接枝率=W1−W0（A.1）式中：W0——空白样品（8.3改性前）T0～800℃的热失重百分比，单位为%；W1——待测样品（8.2改性后）T0～800℃的热失重百分比，单位为%。A.2T0选择方法a）若该范围内样品DTG曲线在(200～300)℃与X轴平行，则定义该平行线段的中点对应的温度TT0图A.1在(200～300)℃,DTG曲线与X轴平行时T0点的选择b）若该范围内样品DTG曲线在(200～300)℃与X轴不平行，并且在室温～200℃出现变化的绝对值＞0.2%/min，则定义(200～300)℃中曲线凸点或X轴相平行的温度为T0（图A.2）。T/SDAMA006—2024TT0图A.2在(200～300)℃,DTG曲线与X轴不平行时T0点的选择根据样品DTG曲线的情况定义起点温度T0，要求改性前