ICS59.080.40 Y20 中华人民共和国国家标准 GB/T32463—2015 聚丙烯(PP-R、PP-B、PP-H) 管材、管件材质鉴别方法 Identificationmethodformaterialofpolypropylene (PP-R,PP-B,PP-H)pipesorfittings 2015-12-31发布 2016-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由全国质量监管重点产品检验方法标准化技术委员会(SAC/TC374)提出并归口。 本标准起草单位:广州质量监督检测研究院、顾地科技股份有限公司、广东炜林纳功能材料有限公 司、广东联塑科技实业有限公司、佛山市日丰企业有限公司。 本标准主要起草人:孙世彧、段晓霞、吴玉銮、黄仕明、宋科明、陈国南、石兴凤、王文治、彭晓翊、 林少全。 ⅠGB/T32463—2015 引 言 三种聚丙烯建筑输送管道材料(PP-R、PP-B、PP-H)结构不同,性能和应用范围也不同。目前聚丙 烯管材、管件产品在材质标识上存在混淆现象,特别是误标为PP-R管材、管件的问题较为严重。例如 标称为PP-R,而实际上是另外一种材料或是共混材料。本标准主要针对这一问题,建立材质鉴别方法。 考虑到共混和使用添加剂的干扰,应用本标准,对于各项特性参数均符合特征评价指标的样品,可 以进行判定,而对于测试结果只是部分符合评价指标的,或分析数据处于临界值的样品,则需要慎重。 几种有代表性的共混样品的参考谱图与特征指标参见附录A,可为材质鉴别提供一定程度的参考。依 据本标准,可以鉴别聚丙烯管材、管件的材质是否为PP-R、PP-B或PP-H中的一种,但不适用于共混材 料的成分分析。 在分析过程中,由于仪器、试样处理条件等因素可能导致红外光谱、差示扫描量热曲线产生细微差 别,因此在对未知样品分析之前,在同一台仪器上制备一套参考谱图是适宜的。 ⅡGB/T32463—2015 聚丙烯(PP-R、PP-B、PP-H) 管材、管件材质鉴别方法 1 范围 本标准规定了采用红外光谱法和差示扫描量热法,对于主要原料为聚丙烯(PP-R、PP-B或PP-H) 的管材、管件的材质鉴别方法,并给出了试样制备和谱图解析的指南。 本标准适用于由单一聚丙烯树脂(PP-R、PP-B或PP-H)制成的管材、管件的材质鉴别,聚丙烯树脂 也可参照使用。 本标准不适用于共混树脂制成的管材、管件的材质鉴别,也不适用于β-PP材料。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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—2002 红外光谱分析方法通则 GB/T19466.1—2004 塑料 差示扫描量热法(DSC) 第1部分:通则 GB/T19466.3 塑料 差示扫描量热法(DSC) 第3部分:熔融和结晶的温度及热焓的测定 3 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 DSC:差示扫描量热法(DifferentialScanningCalorimetry) IR:红外光谱法(InfraredSpectrum) PP-B:嵌段共聚聚丙烯(PropyleneBlockCopolymer) PP-H:均聚聚丙烯(PropyleneHomopolymer) PP-R:无规共聚聚丙烯(PropyleneRandomCopolymer) 4 方法提要 对PP-R、PP-B、PP-H管材、管件样品采用红外光谱法和差示扫描量热法鉴别,依据红外吸收峰位 置、吸光度比值、熔融温度等特征指标和已知材质的参考光谱/曲线进行定性分析。 典型的PP-R、PP-B、PP-H管材、管件的参考光谱/曲线可从附录B、附录C、附录D查出,特征指标 见表1。 1GB/T32463—2015 表1 PP-R、PP-B、PP-H管材、管件的IR、DSC分析的特征指标 材料 σ1(729~733)/cm-1σ2(719~721)/cm-1Aσ1/Aσ2 Tm/℃ PP-R 主峰 肩带(易被覆盖) >1.000 140~149 PP-B 肩带(微弱) 主峰 <1.000 >160 PP-H 无吸收 无吸收 — >160 注:σ1(729~733)为729cm-1~733cm-1范围内的红外光谱吸收峰,σ2(719~721)为719cm-1~721cm-1范围内的红外 光谱吸收峰,相同条件下,PP-R的σ1吸收峰位置比PP-B高约1cm-1~3cm-1;Aσ1/Aσ2为两峰吸光度比 值;Tm为DSC测试所得熔融温度(二次升温)。 5 仪器和材料 5.1 红外光谱仪应符合GB/T6040—2002中4.2.1的规定。 5.2 差示扫描量热仪应符合GB/T19466.1—2004中5.1的规定。 5.3 天平:称量准确度为±0.1mg。 5.4 气源:氮气,分析级。 6 红外光谱法(IR)分析 6.1 样品制备 6.1.1 取样:在管材、管件横截面对称位置上取2份有代表性的试样,对于多层共挤制品,每层分别 取样。 6.1.2 试样制备:采用热塑压膜方法,分别将2份试样在200℃加压保持5min后自然冷却,制得适宜 厚度的薄膜(一般不超过0.02mm),为便于识别全谱图,建议厚度以红外光谱图中1400cm-1以下不出 现饱和现象为宜。 注:热塑压膜,即采用热压模具(购买或自制),将少许聚合物加热熔融同时施加压力,压成适当厚度的薄膜。 6.2 试验条件 按GB/T6040—2002中6.2规定进行。波数范围4000cm-1~400cm-1,分辨率4cm-1,扫描次 数32次。 6.3 参考谱图 在一定温度和时间范围内具有稳定性的已知样品,按照规定的方法进行测试所得到的红外光谱图。 注:建议以生产管材、管件所用牌号的树脂制备参考谱图。 6.4 谱图分析 6.4.1 首先确定样品是否为聚丙烯材料,附录E给出聚丙烯的透射红外光谱全谱图。之后,重点分析 710cm-1~750cm-1谱图,附录B给出了典型的PP-R、PP-B、PP-H管材、管件的透射红外光谱图。附 录C给出了PP-R、PP-B、PP-H、PE管材、管件的吸收红外光谱图。除了峰形、位置不同外,不同材质样 品吸光度值大小也存在明显差异。 注:聚丙烯(PP-R、PP-B、PP-H)管材、管件中因某些添加剂的使用,在710cm-1~750cm-1范围内可能会出现干扰 红外吸收峰,影响材质分析结果。 2GB/T32463—2015 6.4.2 吸光度取值方法为基线法(见图1),经基线校正后,取谱图上710cm-1与750cm-1处两点做直 线,从峰顶点位置对该直线做垂线,峰顶点到直线的距离即为吸光度值。 说明: h1———主峰吸光度值; h2———肩带吸光度值。 图1 吸光度取值方法示意图 6.4.3 根据谱图特征与表1吸光度比值指标结合,对待测样品的材质进行判定。 7 差示扫描量热法(DSC)分析 7.1 取样 取样方法与6.1.1相同,取样量为5mg~10mg,精确到0.1mg。 7.2 试验条件 测定按GB/T19466.3规定进行。测定前,需用标准样品铟校正DSC仪器的温度及热焓。氮气流 速为50×(1±10%)mL/min,DSC仪加热和冷却速率为10℃/min。 试验需要消除试样的热历史,取第2次加热扫描DSC曲线上的峰值温度为熔融温度。 取两次平行测定的算术平均值作为试验结果。 7.3 参考曲线 在一定温度和时间范围内具有稳定性的已知样品,按照规定的方法进行测试所得到的DSC曲线。 注:建议以生产管材、管件所用牌号的树脂制备参考曲线。 7.4 曲线分析 7.4.1 附录D给出了典型PP-R、PP-B、PP-H管材、管件的参比DSC曲线,不同材质样品的熔融峰的位 置和形状不同。 7.4.2 根据参比曲线与表1熔融温度指标结合进行判定。 8 试验报告 试验报告应包含下列内容: a) 本标准编号及名称; 3GB/T32463—2015 b)仪器设备; c)环境条件; d)试验方法; e)鉴别结果; f)试验时间和试验人员等。 4GB/T32463—2015 附 录 A (资料性附录) 几种有代表性的共混样品的参考谱图/曲线与特征指标 几种有代表性的共混样品的质量配比见表A.1。其红外光谱图见图A.1、图A.2、图A.3,其DSC曲 线图见图A.4、图A.5、图A.6。表A.2对比了共混样品的IR与DSC输出信号。 表A.1 共混样品中PP-R与PP-B、PP-H、PE的质量比例 样品编号成分的质量分数/% PP-R PP-B PP-H PE 1 100 0 — — 2 80 20 — — 3 60 40 — — 4 40 60 — — 5 20 80 — — 6 0 100 — — 7 80 — 20 — 8 60 — 40 — 9 40 — 60 — 10 20 — 80 — 11 0 — 100 — 12 80 — — 20 13 60 — — 40 14 40 — — 60 15 20 — — 80 16 0 — — 100 a) 透射红外光谱 b) 吸收红外光谱 图A.1 PP-R和PP-B树脂不同质量比例共混样品红外光谱图 5GB/T32463—2015