ГОСТ 20216-74 Латексы. Методы определения поверхностного натяжения

Для каких латексов применяют этот стандарт

ГОСТ 20216-74 распространяется на синтетические и натуральные латексы и устанавливает методы определения их поверхностного натяжения. Сущность методов заключается в измерении силы, необходимой для отрыва кольца тенсиометра от поверхности раздела латекс − воздух.

Применяемый метод должен быть указан в стандартах или технических условиях на конкретный латекс.

Стандарт полностью соответствует МС ИСО 1409-74 и СТ СЭВ 2353-80.

Общий принцип измерения поверхностного натяжения

В обоих методах используют тенсиометр типа дю Нуи с платиноиридиевым кольцом. Во время испытания фиксируют усилие, при котором кольцо отделяется от поверхности латекса. Полученное значение переводят в величину поверхностного натяжения в мН/м.

Для точности измерения важно:

• тщательно очищать чашку и кольцо перед испытанием;
• удалять пузырьки воздуха и поверхностную пленку;
• соблюдать температуру испытания;
• проводить серию повторных измерений с контролем расхождения.

Приборы, посуда и реактивы для определения натяжения

Стандарт предусматривает применение следующего оборудования и материалов:

• тенсиометр типа дю Нуи с платиноиридиевым кольцом диаметром 60 мм, 40 мм или 20 мм;
• для кольца 20 мм — проволока диаметром не более 0,5 мм;
• стеклянная чашка вместимостью 50 см³ с внутренним диаметром не менее 45 мм;
• спиртовка или горелка Бунзена;
• марля по ГОСТ 9412-77;
• спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-72;
• вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
• бумага фильтровальная по ГОСТ 12026-76;
• термометр со шкалой от 0 до 50 °C.

Когда применяют метод А

Метод А применяют при оценке поверхностного натяжения латексов, поставляемых иностранными фирмами, а также при разногласиях, возникших при оценке поверхностного натяжения латексов, предназначенных для поставки на экспорт.

Подготовка к испытанию по методу А

1. Чашку тщательно очищают.
2. Кольцо тенсиометра промывают в воде и затем нагревают в окислительном пламени горелки Бунзена.
3. При очистке избегают деформации кольца.
4. Шкалу тенсиометра градуируют с помощью стандартных разновесов по инструкции к прибору.
5. Около 25 см³ латекса отфильтровывают в чашку.
6. При необходимости латекс разбавляют дистиллированной водой до содержания сухих веществ (40±1) %.

Условия проведения испытания по методу А

Испытания проводят при температуре 25±2 °C. Тенсиометр с кольцом диаметром 60 мм или 40 мм устанавливают так, чтобы коромысло весов находилось в положении равновесия, а указатель шкалы стоял на нуле.

Чашку с латексом размещают под кольцом на регулируемой платформе. Перед измерением с поверхности латекса удаляют пузырьки воздуха фильтровальной бумагой и сразу выполняют измерение, чтобы избежать ошибки из-за образования поверхностной пленки.

Последовательность измерения по методу А

1. Поднимают платформу, пока латекс не войдет в контакт с кольцом.
2. Медленно опускают платформу регулировочными винтами.
3. Одновременно вращают винт указателя шкалы так, чтобы коромысло оставалось в равновесии.
4. Фиксируют показание шкалы в момент отделения кольца от поверхности латекса.

Первое показание не учитывают. Всего выполняют три измерения, причем перед каждым измерением кольцо очищают повторно.

Как вычисляют результат по методу А

Поверхностное натяжение латекса определяют по формуле стандарта на основании:

• M — показания шкалы тенсиометра;
• F — поправочного коэффициента, вычисляемого с учетом геометрии кольца;
• R₁ — радиуса проволоки кольца;
• R₂ — радиуса кольца.

За результат принимают среднее арифметическое трех измерений. Допускаемое расхождение между ними не должно превышать 0,5 мН/м.

Когда используют метод Б

Метод Б применяют для рутинного определения поверхностного натяжения латексов с использованием тенсиометра типа дю Нуи с кольцом диаметром 20 мм. Метод включает обязательное градуирование шкалы по дистиллированной воде.

Подготовка прибора и проб по методу Б

1. Перед испытанием чашку и кольцо тщательно промывают и ополаскивают дистиллированной водой.
2. Кольцо промывают этиловым спиртом и прокаливают в окислительном пламени спиртовки.
3. Прибор устанавливают в горизонтальное положение и подвешивают на крючок коромысла сухое кольцо.
4. Указатель устанавливают на нуль шкалы, после чего коромысло прибора приводят в горизонтальное положение.

Градуирование шкалы по воде

Для градуирования используют дистиллированную воду температурой 23±2 °C. Чашку с водой помещают на платформу прибора и поднимают до касания кольца с водой. Затем медленно вращают винт указателя шкалы до момента отрыва кольца от поверхности воды и снимают показание прибора.

Цену деления шкалы K в мН/м вычисляют по формуле стандарта как отношение поверхностного натяжения воды при температуре испытания к среднему арифметическому пяти показаний шкалы.

Цену деления устанавливают перед началом работы и проверяют при непрерывной работе через каждые 8 ч.

Если дистиллированная вода загрязнена следами поверхностно-активных веществ, точность градуирования дополнительно проверяют с помощью толуола.

Подготовка латекса по методу Б

Около 50 см³ латекса, отобранного по ГОСТ 24920-81, фильтруют через двойной слой марли. Если массовая доля сухого вещества превышает (40±1) %, латекс разбавляют дистиллированной водой до концентрации (40±1) %, если в документации на конкретный латекс не указано иное.

Порядок испытания по методу Б

Испытания проводят при температуре 23±2 °C.

1. Чашку и кольцо высушивают фильтровальной бумагой.
2. Около 25 см³ латекса наливают в чашку.
3. При необходимости латекс выдерживают до установления температуры 23±2 °C.
4. Удаляют пузырьки воздуха и полимерную пленку с поверхности латекса полоской фильтровальной бумаги.
5. Определяют число делений шкалы прибора в момент отрыва кольца от поверхности латекса.

Всего проводят пять измерений, причем перед каждым измерением кольцо очищают от латекса по установленной процедуре.

Обработка результатов по методу Б

Поверхностное натяжение латекса вычисляют по формуле стандарта как произведение:

• A — среднего арифметического пяти измерений;
• K — цены деления прибора, мН/м.

За результат принимают среднее арифметическое пяти измерений. По изменению № 1 расхождения между отдельными измерениями не должны превышать 0,5 деления шкалы.

Разбавление латекса перед измерением

Стандарт содержит пример расчета разбавления латекса. Для получения 100 см³ латекса с массовой долей сухого вещества (40±1) % в мерный цилиндр вместимостью 100 см³ наливают объем латекса, рассчитанный по содержанию сухого вещества в анализируемой пробе, после чего доводят дистиллированной водой до метки.

Такой подход позволяет привести пробы к единой концентрации перед сравнительными измерениями.

Справочные значения поверхностного натяжения воды

Для градуирования шкалы по методу Б используют табличные значения поверхностного натяжения воды при разных температурах.

Что должно быть указано в протоколе испытаний

Результаты испытаний записывают в протокол. По изменению № 1 в протокол рекомендуется включать:

• наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак;
• марку латекса;
• номер партии;
• значение поверхностного натяжения, мН/м;
• дату испытания;
• обозначение настоящего стандарта.

Для метода А также указывают, какой именно метод использован, а при необходимости фиксируют особенности, замеченные в процессе определения.

Практические различия между методами А и Б

Ссылочные нормативные документы