ISO 18852:2012

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18852
Second edition
2012-04-01
Rubber compounding ingredients —
Determination of multipoint nitrogen
surface area (NSA) and statistical
thickness surface area (STSA)
Ingrédients de mélange du caoutchouc — Détermination de la surface
par adsorption d’azote (NSA) et de la surface par épaisseur statistique
(STSA) par méthode multipoints
Reference number
ISO 18852:2012(E)
©
ISO 2012

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ISO 18852:2012(E)
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ISO 18852:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Principle . 1
4 Apparatus . 2
5 Reagents . 2
6 Preparation and calibration of static-volume vacuum apparatus . 3
7 Preparation of apparatus . 4
8 Measurement procedure . 5
9 Calculation of the nitrogen surface area . 6
10 Determination of statistical thickness surface area (STSA) . 7
11 Precision and bias . 7
12 Test report . 8
Annex A (informative) Precision and bias . 9
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ISO 18852:2012(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International
Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 18852 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee
SC 3, Raw materials (including latex) for use in the rubber industry.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 18852:2005), in which a note has been added
at the end of Clause 3, Subclauses 4.1, 4.3, 7.1, 7.5 and 8.5 have been modified, and the precision and bias
clause (Clause 11 of ISO 18852:2005) has been moved to an informative annex.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18852:2012(E)
Rubber compounding ingredients — Determination of
multipoint nitrogen surface area (NSA) and statistical thickness
surface area (STSA)
WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory
practice. This standard does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with
its use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
1 Scope
This International Standard specifies a method for the determination of the nitrogen surface area (NSA) of
carbon blacks and other rubber compounding ingredients, like silicas and zinc oxides, based on the Brunauer,
Emmett and Teller (BET) theory of gas adsorption using a multipoint determination. This test method
specifies the sample preparation and treatment, instrument calibration, required accuracy and precision of the
experimental data, and calculation of the surface area results from the data obtained. Also given is a procedure
for calculating the statistical thickness surface area (STSA), otherwise known as the external surface area.
The test method specified uses an automatic static-volume vacuum apparatus, the surface area being
calculated using the BET theory based on monolayer measurements.
The method can also be used for verifying “single-point” procedures described in ISO 4652-1 and other standards.
The automatic instruments described in these standards perform all the necessary computations, including
that of the surface area based on statistical thickness. However, the automatic point-setting procedures used
are not applicable to the STSA method.
NOTE Automatic instruments based on continuous flow using mixtures of nitrogen and helium gas in various ratios
are also available. As good as they are, it is highly desirable to verify their accuracy of measurement against results
obtained from vacuum-type instruments.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document
(including any amendments) applies.
ISO 4652-1:1994, Rubber compounding ingredients — Carbon black — Determination of specific surface area
by nitrogen adsorption methods — Part 1: Single-point procedures
ISO 5794-1:2010, Rubber compounding ingredients — Silica, precipitated, hydrated — Part 1: Non-rubber tests
ISO 9298:1995, Rubber compounding ingredients — Zinc oxide — Test methods
3 Principle
A test portion of carbon black, silica, zinc oxide, etc, is placed in a cell of known volume and degassed. Using
the ideal-gas equation, the volume of nitrogen required to give a predetermined relative pressure is calculated
and dosed into the cell. Any additional nitrogen required to attain this relative pressure is due to adsorption by
the test portion. The amounts of nitrogen adsorbed at different relative pressures are then used to calculate
the specific surface area.
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When analysing the various materials cited above, the following degassing conditions shall be used:
Temperature Time, minimum
Material Reference
°C h
Carbon black 300 ± 10 0,5 ISO 4652-1:1994
3.6.1.2; 4.4; 5.5.6; 6.7.4
and 6.7.5
Hydrated silica 155 ± 5 1,0 ISO 5794-1:2010
Annex D, D.4.6
a
Zinc oxide (type A or B) 300 ± 10 0,5
a
Zinc oxide (type C) 155 ± 5 1,0 ISO 5794-1:2010
Annex D, D.4.6
a
   The various zinc oxide grades are listed in ISO 9298:1995 in Annex D, Table D.1.
In the method described below, the degassing conditions indicated are those for carbon black, and have to be
replaced by those indicated in the table for silica or zinc oxide.
NOTE For better understanding of the method, refer to ISO 9277, Determination of the specific surface area of solids
by gas adsorption — BET method.
4 Apparatus
4.1 Automatic static-volume vacuum apparatus for multipoint nitrogen surface area analysis, with
vacuum system, Dewar flasks and all other accessories required for the analysis.
4.2 Adsorption cells, which, when attached to the adsorption apparatus, can be maintained at a pressure
below 1,35 mPa (10 nmHg).
4.3 Vacuum gauge, capable of measuring the pressure of a medium vacuum.
4.4 Pressure gauge or transducer, with a reading accuracy of ±0,25 % or ±70 Pa (±0,5 mmHg), covering
the range 0 kPa to 135 kPa (0 mmHg to 1 000 mmHg).
3
4.5 Small glass vials with caps (about 30 cm ), for oven-drying samples.
4.6 Analytical balance, with 0,1 mg sensitivity.
4.7 Heating mantle or degassing station, capable of maintaining a temperature of 300 °C ± 10 °C.
4.8 Calibration volume, consisting of a cylindrical or spherical glass (or corrosion-resistant metal) reservoir,
3 3
having an internal volume between 75 cm and 500 cm , and with a valve or stopcock and a connector by which
it can be connected to the sample port of the gas adsorption apparatus.
5 Reagents
5.1 Reagent-grade chemicals, conforming to the specified or recommended standards for laboratory
chemicals, shall be used in all tests.
5.2 Water, distilled, or of equivalent purity.
5.3 Liquid nitrogen, 98 % or higher purity.
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5.4 Ultra-high-purity nitrogen gas, from a cylinder or other suitable source.
5.5 Ultra-high-purity helium gas, from a cylinder or other suitable source.
5.6 High-vacuum stopcock grease.
6 Preparation and calibration of static-volume vacuum apparatus
6.1 This procedure shall be performed for the initial calibration, periodically as a quality control measure,
and following repairs or adjustments. If a commercial apparatus is used, consult the user’s manual for specific
instructions in carrying out the steps which follow.
6.2 Attach the vacuum and pressure gauges or transducers (4.3 and 4.4) to the apparatus and evacuate it,
the manifold and all internal pressure/vacuum sensors to 2,7 Pa (20 μmHg) or below.
6.3 Verify that the internal vacuum sensor(s) are reading correctly and that the internal pressure sensor(s) are
reading correctly in the vicinity of zero pressure, taking into account the expected resolution and stability limits.
Make adjustments as needed.
6.4 Close the vacuum path and admit nitrogen gas to build 100 kPa ± 1 % (750 mmHg ± 7,5 mmHg) of pressure.
Verify that the pressure sensors read the correct pressure to within ±0,25 %. Make adjustments as needed.
6.5 Thoroughly clean and dry an empty adsorption cell (4.2). Connect it to the apparatus and evacuate it to
2,7 Pa (20 µmHg). Apply a 300 °C heating mantle and continue evacuation for at least 1 h and until the rate of
pressure rise upon temporarily closing the vacuum path is under 0,4 Pa (3 µmHg) per minute.
6.6 Perform a “blank analysis” on this clean empty cell at 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 and 0,25p/p . Use a “p value”
0 0
of 101,325 kPa (760 mmHg) and a “test portion mass” of 1 g for the calculations.
6.7 Examine the mean value of the “adsorbed quantities” obtained. Ideally, this should be zero. A single reading
3
exceeding 0,25 standard cm makes the set-up unacceptable. As a rule, only readings below 0,125 standard
3 3
cm are acceptable, although one of them may go as high as 0,25 standard cm . A parabolic error versus
pressure profile might indicate failure to correct properly for non-ideal gas behaviour or transducer linearity
problems. A linear error profile indicates failure to properly measure or account for unadsorbed gas (free-space
error). Erratic variation of data points indicates leaks or noisy measurements.
6.8 Determine the internal volume of the calibration-volume reservoir (4.8) below the valve or stopcock by
the difference in mass when empty and then when filled completely with distilled water (5.2). Measure the
water temperature and use the correct water density to obtain the exact volume of water contained. It might be
necessary to immerse the device in boiling water to ensure complete filling and degassing. Repeat the procedure
until the calibration volume is known to better than 0,1 %. Empty the calibration volume and thoroughly dry it
overnight in a vacuum oven at 70 °C ± 5 °C.
6.9 Connect the calibration-volume reservoir to a sample port of the gas adsorption apparatus, open the
valve or stopcock, and evacuate the reservoir to below 2,7 Pa (20 μmHg). Continue evacuation for one more
hour. Close off the path to the vacuum source and note whether any rise in pressure occurs. The pressure shall
remain below 2,7 Pa (20 µmHg), with a rate of increase of less than 0,04 Pa (0,3 µmHg) per minute. When this
has been achieved, close the valve or stopcock to maintain the vacuum within the calibration-volume reservoir.
6.10 Leave the closed-off, evacuated calibration-volume reservoir in place. Raise a Dewar flask (or other
insulating container) around it, and pack wet, crushed ice firmly in the Dewar flask. Place an insulating cover on
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the ice. Start an analysis with target relative pressures of 0,025; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 and 0,25p/p . Use a 1 g
0
mass and a p of 101,325 kPa (760 mmHg) for the calculations.
0
On completion of the 0,25p/p point, open the valve or stopcock of the reservoir (4.8) and complete the analysis.
0
6.11 Examine the “volumes adsorbed”. Ideally, the first point at 0,025p/p should show a zero amount. All other
0
points should be within ±1 % of the gas volume V computed using the following equation:
 
p p  p 
 
0
V = V = V
 
RR 
 
101,,325 p 101325
 
0  
 
where
p and p are expressed in kPa;
0
p/p is the relative pressure at which the point was actually equilibrated;
0
V is the internal volume of the reservoir (4.8) (as determined in 6.8).
R
6.12 Successful completion of this series of tests indicates that the gas apparatus meets the basic adsorption
requirements of adequate vacuum level, compensation for free-space errors, linearity and accuracy of nitrogen
gas metering.
7 Preparation of apparatus
7.1 Connect a clean adsorption cell (4.2) to the degassing station of the apparatus (4.1), and heat at 300 °C with
the heating mantle (4.7) for 0,5 h at a pressure below 2,7 Pa (20 µmHg), or keep under nitrogen flow. Insert a glass
rod into the adsorption cell stem, if recommended by the manufacturer of the apparatus, to reduce the dead volume.
7.2 Remove the heating mantle, allow the adsorption cell to cool to room temperature and backfill, preferably
with helium (5.5) or nitrogen (5.4), to atmospheric pressure. Disconnect the adsorption cell from the degassing
station, stopper it, weigh it to the nearest 0,1 mg and record the mass, m .
1
7.3 Weigh into the cell a test portion of the material to be tested, so that the cell contains an amount of
2 2
material equivalent to 20 m to 50 m of surface area. Clean the adsorption cell stem with a pipe cleaner.
Continue to use a glass rod in the adsorption cell stem if recommended by the manufacturer of the apparatus.
7.4 Connect the adsorption cell to the degassing station, and open the vacuum valve.
7.5 Place the heating mantle (4.7) around the adsorption cell, and degas the test portion as required by the table
in Clause 3. To be sure that a pressure less than 1,35 Pa (10 µmHg) has been obtained and is being held, check
the vacuum periodically with the vacuum gauge (4.3). Degassing of fillers under nitrogen flow is also possible.
The degassing time might vary significantly from sample to sample, and a reasonable margin of excess time
is recommended.
7.6 Remove the heating mantle, and allow the adsorption cell to cool to room temperature. Backfill the
adsorption cell with helium or nitrogen (the same gas as used in 7.2) to atmospheric pressure, disconnect the
cell from the degassing station, stopper it, wei
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 18852
Deuxième édition
2012-04-01
Ingrédients de mélange du caoutchouc —
Détermination de la surface par
adsorption d’azote (NSA) et de la surface
par épaisseur statistique (STSA) par
méthode multipoints
Rubber compounding ingredients — Determination of multipoint nitrogen
surface area (NSA) and statistical thickness surface area (STSA)
Numéro de référence
ISO 18852:2012(F)
©
ISO 2012

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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
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ISO 18852:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Principe . 1
4 Appareillage . 2
5 Réactifs . 2
6 Préparation et étalonnage de l’appareil volumétrique statique . 3
7 Préparation de l’appareillage . 4
8 Mode opératoire de mesure . 5
9 Calcul de la surface par adsorption d’azote . 6
10 Détermination de la surface par l’épaisseur statistique (STSA) . 7
11 Fidélité et biais . 8
12 Rapport d’essai . 8
Annexe A (informative) Précision et biais . 9
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ISO 18852:2012(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 18852 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base d’élastomères,
sous-comité SC 3, Matières premières (y compris le latex) à l’usage de l’industrie des élastomères.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 18852:2005), dans laquelle une note a été
ajoutée à la fin de l’Article 3, les paragraphes 4.1, 4.3, 7.1, 7.5 et 8.5 ont été modifiés et l’article relatif à la fidélité
et au biais (Article 11 de l’ISO 18852:2005) a été déplacé dans une annexe informative.
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NORME INTERNATIONALE ISO 18852:2012(F)
Ingrédients de mélange du caoutchouc — Détermination de
la surface par adsorption d’azote (NSA) et de la surface par
épaisseur statistique (STSA) par méthode multipoints
AVERTISSEMENT — Il convient que l’utilisateur de la présente Norme internationale connaisse bien
les pratiques courantes de laboratoire. La présente Norme internationale n’a pas pour but de traiter
tous les problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur
d’établir des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité, et de s’assurer de la conformité
à la réglementation nationale en vigueur.
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour la détermination de la surface des noirs de
carbone et autres ingrédients de mélange du caoutchouc, comme les silices et les oxydes de zinc, par
adsorption d’azote (NSA), sur la base de la théorie de l’adsorption de gaz de Brunauer, Emmett et Teller (BET)
utilisant des déterminations en plusieurs points de mesure. Cette méthode d’essai spécifie la préparation
et le traitement des échantillons, l’étalonnage de l’instrument, l’exactitude et la fidélité exigées des données
expérimentales et le calcul de la surface à partir des données obtenues. Elle spécifie aussi une méthode pour
déterminer la surface par l’épaisseur statistique (STSA), aussi connue comme la surface externe.
La méthode d’essai spécifiée utilise un appareil volumétrique statique à vide, automatisé, qui calcule la surface
à l’aide de la théorie BET fondée sur un mesurage monocouche.
Cette méthode d’essai peut aussi être utilisée pour vérifier les modes opératoires à un point de mesure décrits
dans l’ISO 4652-1 et d’autres normes.
Les instruments automatisés décrits dans ces normes effectuent tous les calculs nécessaires, y compris
celui de la surface sur la base de l’épaisseur statistique. Cependant, les modes opératoires de détermination
automatique du point de mesure utilisés ne sont pas applicables pour la méthode STSA.
NOTE Des instruments automatisés fondés sur un flux continu de mélange de gaz contenant de l’azote et de l’hélium
en proportions variables existent aussi. Aussi bons soient-ils, il est fortement recommandé de vérifier leur exactitude de
mesure par la normalisation des résultats obtenus à partir d’instruments de type statique à vide.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 4652-1:1994, Ingrédients de mélange du caoutchouc — Noir de carbone — Détermination de la surface
spécifique par méthodes par adsorption d’azote — Partie 1: Modes opératoires à un point de mesure
ISO 5794-1:2010, Ingrédients de mélange du caoutchouc — Silices hydratées précipitées — Partie 1: Essais
sur le produit brut
ISO 9298:1995, Ingrédients de mélange du caoutchouc — Oxyde de zinc — Méthodes d’essai
3 Principe
Une prise d’essai de noir de carbone, de silice, d’oxyde de zinc, etc., est placée dans une cellule de volume
connu puis dégazée. À l’aide de l’équation des gaz parfaits, le volume d’azote exigé pour obtenir une pression
relative prédéterminée est calculé et dosé dans la cellule. Tout azote supplémentaire nécessaire pour obtenir
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cette pression relative est dû à l’adsorption par la prise d’essai. Les quantités d’azote adsorbées aux différentes
pressions relatives sont ensuite utilisées pour calculer la surface spécifique.
Pour l’analyse des différents matériaux précités, les conditions de dégazage suivantes doivent s’appliquer.
Matériau Température Durée minimale Référence
°C h
Noir de carbone 300 ± 10 0,5 ISO 4652-1:1994
3.6.1.2; 4.4; 5.5.6; 6.7.4
et 6.7.5
Silice hydratée 155 ± 5 1,0 ISO 5794-1:2010
Annexe D, D.4.6
a
Oxyde de zinc (type A ou B)
300 ± 10 0,5
a
Oxyde de zinc (type C) 155 ± 5 1,0 ISO 5794-1:2010
Annexe D, D.4.6
a
   Les différentes qualités d’oxyde de zinc sont listées dans l’ISO 9298:1995, Annexe D, Tableau D.1.
Dans la méthode décrite ci-après, les conditions indiquées pour le dégazage sont celles relatives au noir de
carbone, et sont à remplacer par celles indiquées dans le tableau pour les silices ou les oxydes de zinc.
NOTE Pour une meilleure compréhension de la méthode, se référer à l’ISO 9277, Détermination de l’aire massique
(surface spécifique) des solides par adsorption de gaz — Méthode BET.
4 Appareillage
4.1 Appareil statique à vide de mesure du volume en plusieurs points automatisé, pour analyse
de surface par adsorption d’azote, avec système à vide, vases de Dewar et tous les autres accessoires
nécessaires à son fonctionnement.
4.2 Cellules d’adsorption, qui, lorsqu’elles sont fixées à l’appareil d’adsorption, maintiennent la pression en
deçà de 1,35 mPa (10 nmHg).
4.3 Vacuomètre, capable de mesurer la pression d’un vide moyen.
4.4 Manomètre ou transducteur de pression, ayant une exactitude de lecture de ± 0,25 % ou ± 70 Pa
(± 0,5 mmHg), couvrant la plage 0 kPa à 135 kPa (0 mmHg à 1 000 mmHg).
3
4.5 Petites fioles de verre avec bouchons (environ 30 cm ) pour les échantillons séchés à l’étuve.
4.6 Balance analytique, de sensibilité 0,1 mg.
4.7 Manchon thermique ou station de dégazage, capable de maintenir une température de 300 °C ± 10 °C.
4.8 Appareil volumétrique d’étalonnage, composé d’un réservoir en verre (ou en métal résistant à la
3 3
corrosion) cylindrique ou sphérique, de volume intérieur compris entre 75 cm et 500 cm , avec vanne ou
robinet d’arrêt et adaptateur permettant le raccord avec le porte-échantillon de l’appareil d’adsorption de gaz.
5 Réactifs
5.1 Des produits chimiques de qualité reconnue, conformes aux normes spécifiées ou recommandées
pour les produits chimiques de laboratoire, doivent être utilisés dans tous les essais.
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ISO 18852:2012(F)
5.2 Eau, distillée ou de pureté équivalente.
5.3 Azote liquide, de pureté 98 % ou supérieure.
5.4 Azote gazeux ultrapur, en bouteille, ou toute autre source d’azote gazeux appropriée.
5.5 Hélium gazeux ultrapur, en bouteille, ou toute autre source d’hélium gazeux appropriée.
5.6 Graisse à rodage en vide élevé.
6 Préparation et étalonnage de l’appareil volumétrique statique
6.1 Le présent mode opératoire doit être appliqué pour l’étalonnage initial, puis périodiquement à titre de mesure
de maîtrise de la qualité, et à la suite de réparations ou d’ajustements. Si un appareil commercial est utilisé, consulter
le manuel d’utilisation pour des instructions spécifiques concernant la réalisation des opérations qui suivent.
6.2 Fixer le vacuomètre et le manomètre ou transducteur de pression (4.3 et 4.4) à l’appareil et mettre ce
dernier sous vide, ainsi que le collecteur et tous les capteurs internes de pression et de dépression, jusqu’à
2,7 Pa (20 µmHg) ou moins.
6.3 Vérifier que le ou les capteur(s) interne(s) de dépression effectue(nt) correctement les lectures et que le
ou les capteur(s) interne(s) de pression effectue(nt) correctement les lectures au voisinage d’une pression zéro,
en fonction des limites prévues de résolution et de stabilité. S’il y a lieu, procéder aux ajustements.
6.4 Fermer l’admission de vide et laisser entrer l’azote gazeux jusqu’à obtenir une pression de 100 kPa ± 1 %
(750 mmHg ± 7,5 mmHg). Vérifier que les capteurs de pression donnent une lecture de la pression exacte à
± 0,25 % près. S’il y a lieu, procéder aux ajustements.
6.5 Nettoyer et sécher entièrement une cellule d’adsorption vide (4.2). La relier à l’appareil et mettre sous
vide jusqu’à 2,7 Pa (20 µmHg). Appliquer un manchon thermique à 300 °C et continuer la mise sous vide
pendant au moins 1 h jusqu’à ce que la vitesse d’augmentation de la pression après fermeture temporaire de
l’admission de vide soit inférieure à 0,4 Pa (3 µmHg) par minute.
6.6 Effectuer une «analyse à blanc» sur cette cellule vide et propre à des pressions relatives égales à 0,05,
0,10, 0,15, 0,20 et 0,25 p/p . Utiliser pour les calculs une «valeur p » de 101,325 kPa (760 mmHg) et une
0 0
«masse de prise d’essai» de 1 g.
6.7 Examiner la valeur moyenne des «quantités adsorbées» obtenues. Idéalement, il convient qu’elle soit nulle.
3
Une seule valeur dépassant 0,25 cm standard rend le montage inacceptable. En règle générale, seules des
3 3
valeurs inférieures à 0,125 cm standard sont acceptables, un des résultats à double pouvant aller jusqu’à 0,25 cm
standard. Un profil d’erreur parabolique par rapport à la pression peut indiquer un échec à corriger correctement
un comportement non idéal ou des problèmes de linéarité du transducteur de pression. Un profil d’erreur linéaire
indique l’échec à mesurer correctement le gaz non adsorbé ou à en tenir compte (erreur due à l’espace libre). Une
variation irrégulière des points de mesure indique la présence de fuites ou des mesurages perturbés.
6.8 Déterminer le volume interne du réservoir volumétrique d’étalonnage (4.8) sous la vanne ou le robinet
d’arrêt en établissant la différence de masse entre l’état vide et l’état entièrement rempli avec de l’eau distillée
(5.2). Mesurer la température de l’eau et apporter la correction pour la masse volumique de l’eau afin d’obtenir
le volume exact d’eau contenue. Il peut s’avérer nécessaire d’immerger le dispositif dans de l’eau bouillante
pour s’assurer d’un remplissage et d’un dégazage complets. Répéter le mode opératoire jusqu’à obtenir un
volume d’étalonnage connu avec une exactitude supérieure à 0,1 %. Vider le réservoir d’étalonnage et le laisser
sécher entièrement jusqu’au lendemain dans une étuve à vide à 70 °C ± 5 °C.
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6.9 Relier le réservoir volumétrique étalonné à un porte-échantillon de l’appareil d’adsorption de gaz, ouvrir
la vanne ou le robinet d’arrêt et mettre sous vide jusqu’à obtenir une pression inférieure à 2,7 Pa (20 µmHg).
Poursuivre ensuite cette opération pendant 1 h. Fermer l’admission de vide et noter tout accroissement éventuel
de pression. La pression doit rester inférieure à 2,7 Pa (20 µmHg), avec une vitesse d’augmentation inférieure
à 0,04 Pa (0,3 µmHg) par minute. Lorsque ces valeurs sont atteintes, fermer la vanne ou le robinet d’arrêt pour
maintenir le vide dans le réservoir d’étalonnage.
6.10 Laisser en place le réservoir d’étalonnage fermé et sous vide. Placer autour un vase de Dewar (ou autre
conteneur isolant), puis verser et tasser de la glace mouillée et écrasée dans le vase. Placer un couvercle
isolant sur la glace. Commencer une analyse à des pressions relatives égales à 0,025, 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 et
0,25 p/p . Utiliser pour les calculs une masse de 1 g et un p de 101,325 kPa (760 mmHg).
0 0
À l’obtention du point à 0,25 p/p , ouvrir la vanne ou le robinet d’arrêt du réservoir (4.8) et terminer l’analyse.
0
6.11 Examiner les «volumes adsorbés». Idéalement, il convient que le premier point de mesure à 0,025p/p
0
indique une quantité nulle. Il convient que tous les autres points soient dans les ± 1 % du volume de gaz V,
calculé à l’aide de l’équation suivante:
  p
 p  p  
0
V = V = V
 
  R   R
101,,325 p 101325
   
 0 
où
p et p sont exprimés en kPa;
0
p/p est la pression relative à laquelle le point était réellement à l’équilibre;
0
V est le volume interne du réservoir (4.8) (tel que déterminé en 6.8).
R
6.12 La réussite de cette série d’essais indique que l’appareil satisfait aux exigences fondamentales
d’adsorption en termes de niveau adéquat de vide, de compensation des erreurs dues à l’espace libre, de
linéarité et d’exactitude de la mesure de l’azote gazeux.
7 Préparation de l’appareillage
7.1 Relier une cellule d’adsorption propre (4.2) à la station de dégazage de l’appareil (4.1) et chauffer à
300 °C avec le manchon thermique (4.7) pendant 0,5 h à une pression inférieure à 2,7 Pa (20 µmHg), ou
maintenir sous flux d’azote. Insérer une baguette de verre dans la tige de la cellule d’adsorption, si cela est
recommandé par le fabricant de l’’appareil, pour réduire le volume mort.
7.2 Retirer le manchon thermique, laisser refroidir la cellule d’adsorption à température ambiante, puis
procéder au remplissage gazeux, de préférence avec de l’hélium (5.5) ou de l’azote (5.4) à la pression
atmosphérique. Déconnecter la cellule d’adsorption de la station de dégazage, lui mettre un bouchon, la peser
à 0,1 mg près et enregistrer la masse m .
1
7.3 Peser dans la cellule une prise d’essai du matériau à soumettre à essai, de sorte que la cellule contienne
2 2
une quantité de matériau équivalente de 20 m à 50 m de surface. Nettoyer la tige de la cellule avec un écouvillon.
Continuer à utiliser une baguette de verre dans la tige de la cellule d’adsorption, si cela est recommandé par le
fabricant de l’appareil.
7.4 Relier la cellule d’adsorption à la station de dégazage et ouvrir le robinet de dépression.
7.5 Placer le manchon thermique (4.7) autour de la cellule d’adsorption et dégazer la prise d’essai comme
indiqué dans le tableau figurant dans l’Article 3. Pour obtenir et maintenir une pression inférieure à 1,35 Pa
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(10 µmHg), vérifier périodiquement le vide avec le vacuomètre (4.3). Le dégazage sous flux d’azote est
également possible.
La durée du dégazage peut varier significativement d’un échantillon à l’autre et il est recommandé de se
donner une marge raisonnable de temps supplémentaire.
7.6 Retirer le manchon thermique et laisser refroidir la cellule d’adsor
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