1T/SDAMAXXXXX—202X改性無(wú)機(jī)粉體材料接枝率測(cè)定熱重法本文件規(guī)定了熱重法測(cè)量無(wú)機(jī)粉體材料接枝率的測(cè)量原理、測(cè)試條件、儀器設(shè)備和試劑材料、樣品前處理方法、試驗(yàn)準(zhǔn)備、測(cè)試步驟、結(jié)果計(jì)算方法、不確定度來(lái)源分析等要求。本文件適用于硅烷偶聯(lián)劑或相似表面活性劑改性無(wú)機(jī)粉體材料接枝率的測(cè)量，所述的無(wú)機(jī)粉體材料尤其為在800℃下不發(fā)生質(zhì)量變化的無(wú)機(jī)非金屬氧化物粉體材料。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)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紅外光譜分析方法通則GB/T6425熱分析術(shù)語(yǔ)GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定JJG1135熱重分析儀檢定規(guī)程JY/T0589.4熱分析方法通則3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T6425-2008界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1熱重法thermogravimetry（TG）在程序控溫和一定氣氛下，測(cè)量試樣的質(zhì)量與溫度或時(shí)間關(guān)系的技術(shù)。[來(lái)源：GB/T6425-2008，3.2.1]3.2熱重曲線(xiàn)thermogravimetriccurve（TGcurve）由熱重法測(cè)得的數(shù)據(jù)以質(zhì)量（或質(zhì)量分?jǐn)?shù)）隨溫度或時(shí)間變化的形式表示的曲線(xiàn)。曲線(xiàn)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)量減小；橫坐標(biāo)為溫度T或時(shí)間t，自左向右表示溫度升高或時(shí)間增長(zhǎng)。[來(lái)源：GB/T6425-2008，3.2.5]3.32T/SDAMAXXXXX—202X微商熱重曲線(xiàn)derivativethermogravimetriccurve（DTGcurve）由測(cè)得的TG曲線(xiàn)，以質(zhì)量變化速率與溫度（溫度掃描型）或時(shí)間（恒溫型）的關(guān)系曲線(xiàn)。當(dāng)試樣質(zhì)量增加時(shí)，DTG曲線(xiàn)峰向上；質(zhì)量減少時(shí)，峰應(yīng)向下。[來(lái)源：GB/T6425-2008，3.2.6]4測(cè)試原理使用清洗劑對(duì)未與無(wú)機(jī)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的改性劑進(jìn)行清洗。使用紅外光譜儀檢測(cè)清洗液中改性劑的特征基團(tuán)，以確定清洗是否完全。使用熱重儀或同步熱分析儀在相同的測(cè)試條件下檢測(cè)規(guī)定溫度范圍內(nèi)的改性前樣品的熱失重值和改性后并清洗完全的樣品的熱失重值，這兩個(gè)熱失重值的差值即為接枝到材料上的有機(jī)物質(zhì)量百分比，與初始投入的有機(jī)物質(zhì)量百分比相比，可計(jì)算得到接枝率。清洗劑的選擇和改性劑的化學(xué)性質(zhì)相關(guān)，需要根據(jù)改性劑的類(lèi)型進(jìn)行清洗劑的選擇。5測(cè)試條件測(cè)試條件要求如下：a）室內(nèi)溫濕度：溫度(10～30)℃,相對(duì)濕度≤70%。b）室內(nèi)無(wú)明顯氣流波動(dòng)。6試劑和材料試驗(yàn)用試劑或材料要求如下：a）清洗劑：1）不與無(wú)機(jī)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2）不與改性劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和互溶。b）熱失重測(cè)試反應(yīng)氣氛：合成空氣。7儀器和設(shè)備涉及的主要儀器和設(shè)備如下：a）熱重儀或同步熱分析儀：1）溫度范圍：室溫～1650℃。2）升溫速率：(0.001～50)℃/min。b）傅里葉紅外光譜儀：1）配有ATR附件。2）波數(shù)范圍：(4000～400)cm-1。c）電子天平：分度值為0.0001g。d）離心機(jī)：轉(zhuǎn)速不低于4500r/min。e）紅外燈：燈泡功率大于等于100w。f）瑪瑙研缽：直徑大于等于90mm。g）西林瓶：體積大于等于30mL。h）移液槍?zhuān)?mL。3T/SDAMAXXXXX—202Xi）離心管：50mL。j）巴斯德吸管：5mL。8樣品樣品要求如下：a）樣品狀態(tài)：漿料、粉體。b）要求改性前、后的漿料具有良好的分散性及穩(wěn)定性，漿料體積大于5mL。c）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)量大于2g。9測(cè)試步驟9.1待測(cè)樣品前處理改性后樣品應(yīng)按如下步驟進(jìn)行前處理：a）向離心管或西林瓶中加入樣品和清洗劑，制成懸濁液。1）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）2）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）次。b）以轉(zhuǎn)速為(60～100)r/min，順著一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)搖晃離心管或西林瓶，清洗待測(cè)樣品至少3min。c）等待懸濁液靜置分層，若溶液長(zhǎng)時(shí)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。d）取分層后上清液1mL，使用紅外光譜ATR附件在不抽真空的環(huán)境下進(jìn)行檢測(cè)(背景為分析純清洗劑)，若其中不含有改性劑的特征基團(tuán)，則認(rèn)為清洗完成。e）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(wú)明顯顆粒感，得到待測(cè)樣品，并置于干燥皿中備用。9.2空白樣品前處理按照9.1的規(guī)定處理改性前樣品，得到空白樣品。9.3儀器參數(shù)設(shè)置熱重儀測(cè)試參數(shù)具體見(jiàn)表1。表1儀器測(cè)試參數(shù)起始溫度終止溫度氣氛氣氛流量保護(hù)氣保護(hù)氣流量升溫速率室溫800℃空氣40mL/min氮?dú)?0mL/min9.4儀器校準(zhǔn)a）熱重儀器需進(jìn)行質(zhì)量示值重復(fù)性校準(zhǔn)（按照J(rèn)JG1135-2017的規(guī)定進(jìn)行校準(zhǔn)分別取1mg、10mg、20mg砝碼進(jìn)行校準(zhǔn)，1mg、10mg、20mg砝碼的示值重復(fù)性的絕對(duì)值分別不能超過(guò)0.005mg、0.014mg、0.024mg。4T/SDAMAXXXXX—202Xb）熱重儀器需進(jìn)行質(zhì)量示值誤差校準(zhǔn)（按照J(rèn)JG1135-2017的規(guī)定進(jìn)行校準(zhǔn)）：分別取1mg、10mg、20mg砝碼進(jìn)行校準(zhǔn)，1mg、10mg、20mg砝碼的示值誤差的絕對(duì)值分別不能超過(guò)0.021mg、0.030mg、0.040mg。9.5測(cè)試次數(shù)平行測(cè)試兩次，結(jié)果取平均值。9.6樣品測(cè)試a）用熱重儀或同步熱分析儀上的天平或已校準(zhǔn)的外置天平（9.3）分別稱(chēng)取(10±2)mg的待測(cè)樣品（9.1）和空白樣品（9.2）。b）按照儀器使用說(shuō)明進(jìn)行操作。10測(cè)試結(jié)果的表述與計(jì)算分別對(duì)空白樣品（9.2）和待測(cè)樣品（9.1）的熱重曲線(xiàn)作微商熱重曲線(xiàn)（并平滑8次定義起點(diǎn)失重溫度T0，選取800℃作為失重終點(diǎn)溫度。使用儀器軟件計(jì)算空白樣品（9.2）質(zhì)量變化值W0、待測(cè)樣品（9.1）質(zhì)量變化值W1。根據(jù)質(zhì)量變化即可求得接枝率。接枝率計(jì)算公式參見(jiàn)附錄A，測(cè)試示例參見(jiàn)附錄B。在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差≤±4%。相對(duì)偏差計(jì)算公式：相對(duì)偏差=[|單次測(cè)定值-平均值|/平均值]×100%。11不確定度來(lái)源分析接枝率不確定度來(lái)源分析如下：a）測(cè)量重復(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(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)當(dāng)包括但不限于下列內(nèi)容：a）報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào))，委托單號(hào)；b）委托單位的名稱(chēng)和地址；c）實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)和地址；d）樣品描述，樣品名稱(chēng)和批號(hào)，唯一性的明確標(biāo)識(shí)；e）樣品接收日期，測(cè)試日期，報(bào)告日期；f）測(cè)試所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)，包括名稱(chēng)及代號(hào)；g）樣品所用改性劑和清洗劑，前處理?xiàng)l件；h）測(cè)試環(huán)境條件，儀器設(shè)備，儀器設(shè)備參數(shù)的描述，原始數(shù)據(jù)；i）測(cè)試結(jié)果及表示，不確定度的說(shuō)明；j）報(bào)告簽發(fā)人的簽名；k）測(cè)試結(jié)果僅對(duì)被測(cè)對(duì)象有效的聲明；l）未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制報(bào)告的聲明；m）測(cè)試過(guò)程中的任何異常現(xiàn)象或本標(biāo)準(zhǔn)的變化。T/SDAMAXXXXX—202X附錄A（資料性）接枝率計(jì)算公式A.1接枝率計(jì)算公式接枝率應(yīng)按公式（A.1）進(jìn)行計(jì)算：接枝率=10×100%（A.1）式中：W0——空白樣品（9.2改性前）T0～800℃的熱失重值，單位為%；W1——待測(cè)樣品（9.1改性后）T0～800℃的熱失重值，單位為%。計(jì)算結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后兩位，數(shù)值修約按照GB/T8170進(jìn)行。A.2T0選擇方法a）若該范圍內(nèi)樣品DTG曲線(xiàn)在(200～300)℃與X軸平行，則定義該平行線(xiàn)段的中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為T(mén)T0圖A.1在（200～300）℃,DTG曲線(xiàn)與X軸平行時(shí)T0點(diǎn)的選擇b）若該范圍內(nèi)樣品DTG曲線(xiàn)在（200～300）℃與X軸不平行，并且在室溫～200℃出現(xiàn)變化的絕對(duì)值大于0.2%/min，則定義（200～300）℃中曲線(xiàn)凸點(diǎn)或X軸相平行的溫度為T(mén)0（圖A.2）。T/SDAMAXXXXX—202XTT0圖A.2在（200～300）℃,DTG曲線(xiàn)與X軸不平行時(shí)T0點(diǎn)的選擇根據(jù)樣品DTG曲線(xiàn)的情況定義起點(diǎn)溫度T0，要求改性前后的T0選擇要完全相同。7T/SDAMAXXXXX—202X（資料性）接枝率測(cè)試示例B.1樣品前處理樣品為改性前和改性后的漿料。取5mL改性前漿料和5mL清洗劑加入一個(gè)西林瓶中，另取5mL改性后漿料和5mL清洗劑加入另一個(gè)西林瓶中。以轉(zhuǎn)速100r/min，順著一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)搖晃西林瓶，清洗待測(cè)樣品3min，以4500r/min離心5min后取下層漿料，重復(fù)上述清洗步驟15次。取上清液石油醚清洗試劑，通過(guò)觀(guān)察紅外譜圖上硅烷偶聯(lián)劑的特征基團(tuán)判定是否有硅烷偶聯(lián)劑，方法是在波數(shù)(1200～1100)cm-1范圍內(nèi)，當(dāng)紅外譜線(xiàn)平滑且透過(guò)率大于95%時(shí)，判定不含有硅烷偶聯(lián)劑。使用紅外燈照射清洗完畢的下層漿料并保持下層漿料溫度為(45±5)℃,持續(xù)3h后樣品完全干燥。使用瑪瑙研缽研磨干燥樣品至無(wú)明顯顆粒感后放入干燥皿中待測(cè)。經(jīng)過(guò)清洗的改性后樣品為待測(cè)樣品，清洗后的改性前樣品為空白樣品。B.2儀器參數(shù)設(shè)置熱重儀測(cè)試參數(shù)見(jiàn)表1。B.3樣品測(cè)試用校準(zhǔn)過(guò)的同步熱分析儀內(nèi)置天平分別稱(chēng)取并測(cè)試待測(cè)樣品和空白樣品。B.4測(cè)試結(jié)果平行測(cè)試兩次的熱重譜圖如B.1和B.2所示。計(jì)算結(jié)果如表B.2所示。表B.2接枝率計(jì)算結(jié)果樣品W1W0接枝率平均值相對(duì)偏差平行樣一10.838.982.032.83平行樣二10.648.89T/SDAMAXXXXX—202X圖B.1平行樣一的TG和DTG譜圖圖B.2平行樣二的TG和DTG譜圖T/SDAMAXXXXX—202X（資料性）測(cè)試原始記錄格式示例報(bào)告編號(hào)：第頁(yè)共頁(yè)委托單號(hào)樣品編號(hào)檢測(cè)依據(jù)設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備編號(hào)設(shè)備型號(hào)檢定/校準(zhǔn)有效期至環(huán)境條件前處理?xiàng)l件①樣品狀態(tài)：；樣品與清洗劑的比例：②轉(zhuǎn)速：r/min；清洗時(shí)間：min；離心時(shí)間：min③紅外波數(shù)范圍：cm-1；透過(guò)率：%測(cè)試條件起始溫度：；終止溫度：；升溫速率：氣氛氣氛流量