1. 5 KRITÉRIA KVALITY
Oblast použití a přesnost metod stanovení teploty / teplotního rozmezí tání jsou uvedeny v následující tabulce:
TABULKA: POUŽITELNOST METOD
A. Kapilární metody
| Metoda měření | Látky, které lze rozmělnit na prášek | Látky, které nelze rozmělnit na prášek | Rozsah teplot | Odhadnutá přesnost a) | Existující norma |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. 4. 1. 1 | ano | jen málo látek | 273 až 573 K | ± 0,3 K | JIS K 0064 |
| 1. 4. 1. 2 | ano | jen málo látek | 293 až 573 K | ± 0,5 K | ISO 1218 (E) |
| 1. 4. 1. 3 | ano | některé látky s použitím přídavných zařízení | 273 až 573 K | ± 0,5 K | |
| a) Závisí na použitém typu zařízení a stupni čistoty látky | |||||
B : Zahřívací bloky a stanovení bodu tuhnutí
| Metoda měření | Látky, které lze rozmělnit na prášek | Látky, které nelze rozmělnit na prášek | Rozsah teplot | Odhadnutá přesnost a) | Existující norma |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. 4. 2. 1 | ano | ne | 273 až 573K | ± 1,0K | ANSI/AS TM D 3451-76 |
| 1. 4. 2. 2 | ano | jen málo látek | 293 až 573K | ± 0,5K | DIN 53736 |
| 1. 4. 2. 3 | ne | speciálně pro polyamidy | 293 až 573 K | ± 0,5K | ISO 1218 (E) |
| 1. 4. 3. | ne | ano | 273 až 573K | ± 0,5K | např. BS 4695 |
| a) Závisí na použitém typu zařízení a stupni čistoty látky | |||||
C. Termická analýza
| Metoda měření | Látky, které lze rozmělnit na prášek | Látky, které nelze rozmělnit na prášek | Rozsah teplot | Odhadnutá přesnost a) | Existující norma |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. 4. 4. 1 | ano | ano | 173 až 1273 K | do 600 K ± 0,5 K do 1273 K ± 2,0 K | ASTM E 537 - 76 |
| 1. 4. 4. 2 | ano | ano | 173 až 1273 K | do 600 K ± 0,5 K do 1273 K ± 2,0 K | ASTM E 537 - 76 |
| a) Závisí na použitém typu zařízení a stupni čistoty látky | |||||
D. Bod tečení
| Metoda měření | Ropné produkty a olejovité látky | Rozsah teplot | Odhadnutá přesnosta) | Existující norma |
|---|---|---|---|---|
| 1. 4. 5 | ano | 223 až 323 K | ± 3,0 K | ASTM D 97 - 66 |
| a) Závisí na použitém typu zařízení a stupni čistoty látky | ||||
1. 6 POPIS METOD
Postupy téměř všech zde uvedených zkušebních metod jsou popsány v národních a mezinárodních normách (viz Příloha 1).
1. 6. 1 Metody s kapilárou
Při pomalém vzestupu teploty lze u jemně práškovitých látek obvykle rozlišit stupně tání znázorněné na obrázku 1.
Obrázek 1
Fáze A: (Počátek tání): na vnitřní stěně trubičky stejnoměrně lpějí jemné kapičky.
Fáze B: V důsledku smrštění vzorku se mezi vnitřní stěnou a vzorkem tvoří mezera.
Fáze C: Smrštěný vzorek se začíná hroutit směrem dolů a ztekucuje se.
Fáze D: Na povrchu se tvoří úplný meniskus, ale značná část vzorku je dosud tuhá.
Fáze E: (Konec tání): Vzorek již neobsahuje žádné tuhé částice.
Při stanovení teploty tání se zaznamenají teploty začátku a konce procesu tání.
1. 6. 1. 1 Zařízení pro stanovení teploty tání s kapalinovou lázní
Na obrázku 2 je znázorněna normalizovaná skleněná aparatura pro stanovení bodu tání ( JIS K 0064). Všechny rozměry jsou uvedeny v milimetrech.
Obrázek 2
A: Měřicí baňka
B: Korková zátka
C: Vyrovnání tlaku
D: Teploměr
E: Pomocný teploměr
F: Kapalinová lázeň
G: Skleněná kapilární trubička dlouhá80- 100 mm, o vnitřním průměru 1,0 mm ± 0,2 mm a síle stěny 0,2 až 0,3 mm
H: Boční hrdlo
Kapalinová lázeň
Volba vhodné kapaliny závisí na předpokládané hodnotě teploty tání, např. kapalný parafin pro teploty tání ne vyšší než 473 K, silikonový olej pro teploty tání ne vyšší než 573 K.
Pro teploty tání vyšší než 523 K se může použít směs tří hmotnostních dílů kyseliny sírové a dvou hmotnostních dílů síranu draselného. Při práci s tímto typem média je třeba zvláštní opatrnosti.
Teploměr
Měly by se používat pouze teploměry, které odpovídají požadavkům norem ASTM E 1-71, DIN 12770, JIS K 8001 nebo jiných norem stejné úrovně.
Postup
Vysušená látka se jemně rozetře v třecí misce a vpraví se do kapilární trubičky na jednom konci zatavené. Po zhutnění poklepáváním by měla být kapilára naplněna do výšky asi 3 mm. Pro dosažení standardního zhutnění se nechá kapilára dopadnout z výšky asi 700 mm skleněnou trubicí na hodinové sklíčko.
Naplněná kapilára se vloží do lázně tak, že střední část rtuťové baňky teploměru se dotýká kapilární trubičky v místě, kde se nachází vzorek. Kapilára se vkládá do lázně při teplotě asi o 10 K nižší než je předpokládaný bod tání.
Kapalinová lázeň se zahřívá tak, že vzestup teploty činí asi 3 K za minutu. Přitom se lázeň musí míchat. Asi 10 K před dosažením očekávané teploty tání se růst teploty sníží na nejvýše 1 K za minutu.
Výpočet
Teplota tání se vypočte podle vzorce:
T = TD + 0,00016 (TD-TE ).n
| kde | |
| T = | korigovaný bod tání v K |
| TD = | odečet teploty na teploměru D v K |
| TE = | odečet teploty na teploměru E v K |
| n = | počet stupňů, o které rtuťový sloupec teploměru D vyčnívá z kapaliny. |
1. 6. 1. 2 Zařízení s kovovým blokem pro stanovení teploty tání
Přístroj:
Je tvořen:
- válcovým kovovým blokem, jehož horní část je dutá a tvoří ohřívací komoru (viz obrázek 3 ),
- kovovou krycí deskou s dvěma nebo více otvory, kterými je možno do kovového bloku zavést trubičky,
- ohřívacím systémem kovového bloku, například elektrickým topným odporem uzavřeným v kovovém bloku,
- regulačním odporem pro regulaci příkonu, je-li použit elektrický ohřev,
- čtyřmi okénky ze žáruvzdorného skla v bočních stěnách ohřívací komory pod pravým úhlem vůči sobě navzájem ( před jedním z těchto okének je umístěn okulár pro pozorování kapilární trubičky, ostatní tři okénka slouží k osvětlení vnitřního prostoru žárovkami).
- kapilární trubičkou z tepelně odolného skla zatavenou na jednom konci ( viz 1. 6. 1. 1).
Teploměr:
Podle norem uvedených v 1. 6. 1. 1
Je rovněž možno použít elektrické měřící přístroje srovnatelné přesnosti.
Obrázek 3
1. 6. 1. 3 Detekce fotočlánkem
Přístroj a postup:
Přístroj sestává z kovové komory s automatickým ohřívacím zařízením. Tři kapilární trubičky se naplní podle 1. 6. 1. 1 a umístí se do ohřívací komory.
Pro kalibraci přístroje je k dispozici několik lineárních režimů růstu teploty, přičemž vhodný režim lze zvolit předem. Zaznamenává se teplota v ohřívací komoře a teplota vzorku v kapiláře.
1. 6. 2 Zahřívací bloky
1. 6. 2. 1 Koflerův zahřívací stolek
(viz příloha)
1. 6. 2. 2 Tavicí mikroskop
(viz příloha)
1. 6. 2. 3 Menisková metoda (pro polyamidy)
(viz příloha)
V oblasti bodu tání by měla být rychlost ohřevu menší než 1 K.min-1.
1. 6. 3 Metody stanovení bodu tuhnutí
(viz příloha)
1. 6. 4 Termická analýza
1. 6. 4. 1 Diferenční termická analýza
(viz příloha)
1. 6. 4. 2 Diferenční skanovací kalorimetrie
(viz příloha)
1. 6. 5 Stanovení teploty tekutosti (pour point)
(viz příloha)