SH/T1770—2010 塑料聚乙烯水分含量的测定 警告一一使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问 题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。 1范围 本标准规定了用卡尔·费休库仑法测定聚乙烯（PE）中水分含量的方法，该方法测定的水分含量与 按照IS062[1测定的吸水性（动态和平衡态）不同。 本标准适用于测定聚乙烯颗粒中的水分含量，也适用于聚乙烯制品中水分含量的测定。本方法适用 于测定的水分含量水平可达0.01%或更低。 注：水分含量是材料加工的一个重要参数，一般低于相关材料标准中的规定 2原理和反应式 样品称量后放置在加热炉内，试样中的水分在高温下蒸发，用情性载气（通常是干燥氮气）将水蒸 气送至滴定池内，以卡尔·费休库仑法滴定水分。 二氧化硫和试样中的水将碘还原，生成三氧化硫和氢碘酸，传统卡尔费休试剂中含有碘，而库仑技 术是从碘化物电解产生的碘。根据法拉第原理，产生碘的物质的量与消耗的电量成正比，即1mg水消耗 10.71C电量，从而通过消耗的总电量计算出水分含量。反应式如下： I 2 + SO2 + H2O → 2HI + S03 21' -2e- → 12 3试剂和材料 除非另有说明，在分析中仅使用分析纯试剂和蒸馏水或相应纯度的水。 3.1阳极溶液 含有碘离子（为在反应混合物中产生碘），与仪器说明书一致（用于有隔膜滴定池）。 3.2阴极溶液 甲醇（或其他合适的有机溶剂）中含有合适的盐，与仪器说明书一致（用于有隔膜滴定池）。 3.3通用试剂 含有碘离子（为在反应混合物中产生碘），与仪器说明书一致（用于无隔膜滴定池）。 3.4中和溶液 含有约4mg/mL水的碳酸丙烯酯、乙二醇甲醚（2-甲氧基乙醇）或甲基纤维素的溶液。 注：一般试验中很少用到。 3.5分子筛 3A，用作载气的干燥剂。 3.6硅胶 颗粒状，直径约2mm，用作载气的初级干燥。 3.7真空硅脂 水分含量很低或不含水并且具有低的吸水性，用于磨砂玻璃连接处的润滑，以确保系统的密封性。 3.8氮气(N2) 水分含量小于5mg/kg。 1 SH/T17702010 4 仪器 4.1卡尔·费休库仑滴定仪 包括控制单元和滴定池，见图1。滴定池由有隔膜或无隔膜电解池、双针铂电极和磁力搅拌器组成。 滴定仪电解产生的碘与滴定池中的水分发生化学计量反应，将产生碘所消耗的电量转化为水分的量，并 直接以数字读出。 许多应用中无隔膜电解池准确度已经足够，如果需要达到更高的准确度，推荐使用有隔膜电解池。 4.2水蒸发器 包括能至少加热至250℃的加热单元、温度控制单元、气体流量计和装有干燥剂的气体干燥管，见 图1。 根据加热方式不同，加热单元分为： 瓶式加热法（方法A），包括加热炉和样品瓶，见图1； 管式加热法（方法B），包括加热炉和加热管，加热管类型见图2， 4.3气体流量计 流量控制满足试验要求。 4.4微量注射器 容量10μL。 4.5样品瓶或样品舟 瓶式加热法，可以使用玻璃瓶为样品瓶，样品瓶足以盛装样品并能放入加热炉中。 管式加热法，可以使用由铝箔制成任意形状的样品舟，样品舟足以盛装样品并能放入加热管中。 4.6分析天平 最小分度值1mg。 7 N,tH.O N. 10 12 11 6 卡尔·费休库仑滴定仪： 6- 水蒸发器： 10 气体流量计； 2 废气； 样品瓶； 11- 温度控制单元； 滴定池； 8- 加热炉： 12 氮气。 4 滴定控制单元； 9 气体干燥管（填充干燥剂）； 5 电源： 图1卡尔·费休库仑法测定PE中水分含量示意图（瓶式加热法） N SH/T1770—2010 3 a）推杆型 4 H b）磁铁型 1 样品舟； 3 样品舟入口； 2 样品入口； 4 磁铁。 图2加热管（管式加热法） 5样品制备 样品可以是颗粒料、粉料、型材或模塑件等 型材或模塑件应切割至尺寸小于4mm×4mm×3mm。 选取不多于10g的典型样品，由于样品量很少，注意确保样品具有代表性。 为保证试验准确度，特别要注意样品包装，例如：样品可装在具盖玻璃瓶或隔水密封袋内。 6步骤 6.1注意事项 由于被测水分含量很低，样品在样品舟、空气或转移设备中的任何时间都应最大限度的注意避免被 污染。吸湿的树脂样品应不受大气影响。 为保证试验准确度，特别要注意样品处理。例如：样品处理应在干燥氮气或干燥空气中进行。 6.2仪器准备 按照仪器说明书安装卡尔·费休库仑滴定仪（4.1）和水蒸发器（4.2），将干燥剂（3.5、3.6）填 入气体干燥管（4.2）。 在使用有隔膜电解池时，将大约200mL（按容器大小调整）阳极溶液（3.1）倒入阳极电解池，将10mL 阴极溶液（3.2）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。 在使用无隔膜电解池时，将大约200mL（按容器大小调整）通用试剂（3.3）倒入电解池中。 打开电源，启动测试方法。如果显示的电压值远低于终点设定值，表明阳极溶液中碘过高，加入 50μL~200μl中和溶液（3.4） 注：不同厂家的终点设定值略有差异，通常电压值远低于该设定值时，仪器会自动提示过滴定。 3 SH/T1770—2010 连接水蒸发器和滴定池间的连接管路，同时打开滴定池的搅拌器，调节气体流量计（4.3），使导 气管在滴定池里的气泡一个一个地冒出，且气泡分散上升而不连成串。用于材料的同类比较时，每次试 验应固定载气流量。将加热炉升至规定试验温度，以驱除水蒸发器（4.2）中的残留水分。 试验温度应参考材料标准，推荐180℃。因为试验温度依赖于所用仪器和实际的环境，推荐按照附录 A规定的方法优选试验温度。如果在材料标准中没有规定试验温度或没有材料标准，也推荐使用附录A 的方法优选试验温度。 抬起滴定池并轻轻摇动，以去除瓶壁上的残留水。在滴定模式下搅拌溶液几分钟，干燥并稳定内部 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。 6.3设备检查 6.3.1为检查卡尔·费休库仑滴定仪状态是否正常，需用已知量的水进行测量。使用10叫微量注射器 （5.3）向滴定池中仔细注入5μ水，测量结果应在5000Hg土250Hg之内。 注：也可使用其他合适的水标准样品。 6.3.2为检查整个系统状态是否正常，在150℃用50mg二水合酒石酸钠（Na2C.H.0·2H0）进行测量 结果应在15.6%±0.5%之内。 注：为检查整个系统状态是否正常，也可使用一水合柠檬酸钾（K:C6HsO，·H2O）标准样品或其他标准样品，使用方 法参见所购标准样品证书。 6.4测定 6.4.1瓶式加热法（方法A） 根据仪器说明书的要求进行样品瓶前处理准备。测试前，先取空的样品瓶(4.5），分别用铝箔封口 并加盖，放置于仪器的漂移和空白测定位置。然后，在相同试验条件下，直接用样品瓶（4.5）快速称量 样品，并用铝箔封口并加盖，放置于仪器的样品测定位置。 启动样品测量程序，开始测定。视仪器情况，确定空白值测量次数。 6.4.2管式加热法（方法B） 将样品舟（4.5）放置在加热管内，推至加热炉加热区内干燥，同时也将样品舟入口处的残留水分清 除。待仪器背景漂移稳定后，将样品舟移至样品入口处，使其冷却。 直接用样品舟（需将其从加热管中移出）称量样品（见4.4）或用铝箔（见下段）称量样品。 如果样品舟是由玻璃或其他使用后不可丢弃的材料制成，可以使用铝箱包住试样，以防止样品熔融 粘住样品舟。该方式也可为防止将样品移入样品舟过程中酒落样品。 如果直接用样品舟称量样品，应尽快将样品舟放回加热管中。如果使用铝箔称量样品，无论是从样 品入口还是样品舟入口放入，都应尽快包裹样品和放入样品舟。 启动样品测量程序，将装好样品的样品舟推入加热炉的加热区内开始测定。如需进行空白试验，在 相同的试验条件下，使用空样品舟或空铝箔进行空白值的测量。视仪器情况，确定空白值测量次数。 6.4.3试样量 所需试样量见表1，准确称量至1mg。 表1试样量 水分含量，w 试样质量，m % g w>1 0.1≤m<0.2 0.5<w≤1 0.2≤m<0.4 0.1w≤0.5 0.4≤m<1 w ≤0.1 m≥1 a为在实验室间比较数据，优先推荐样品量为1g 4 SH/T17702010 结果表示 试样水分含量w按公式（1）计算，以质量分数%表示。 m水 ×10-4 W= m试样 ..(1) 式中： 试样中测得水的质量，单位为微克（ug）： M试样一 试样质量，单位为克（g）。 以两次测定结果的算术平均值作为试验结果，精确至0.001%。 8精密度 同一样品在同一实验室，由同一操作员使用相同的设备，按相同的试验方法，在短时间内相互独立 测定，在95%的置信水平下，两次平行测定所得结果的差值应不大于0.003%。 试验报告 试验报告应包括下列内容： 注明采用本标准； b) 标识样品的详细内容； c) 所用方法A或B； d) 试验温度、试样量和氮气流量； 起始漂移值和空白值； e) f) 两次测量值和平均值； g) 仪器和所用仪器设置的细节； h) 试验日期： i) 任何可能影响测定结果的因素。 SH/T 17702010 附录A （资料附录） 1S015512:2008塑料水分含量测定试验温度的优选方法 A.1步骤 通过在几个温度下测定水分含量来优选材料的试验温度。不同温度点的间隔需要按照图A.1所绘曲 线的方法来选择。从120°℃至220°℃C的温度范围内，推荐的优选试验温度的最大温度间隔为20℃。 辅助进行溶液黏度试验，可以确认是否有产生水的反应发生。 Yt 0.07