ISO 2782-1:2016
(Main)Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of permeability to gases — Part 1: Differential-pressure methods
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of permeability to gases — Part 1: Differential-pressure methods
ISO 2782-1:2016 specifies three methods for the determination of the permeability to gases of vulcanized or thermoplastic rubber under a differential partial pressure. The three methods specified are as follows: - pressure sensor method (using vacuum): for determining the gas transmission rate, gas permeability coefficient, gas diffusion coefficient and gas solubility coefficient; - simplified sensor method (using applied pressure): for determining the gas permeability coefficient only; - gas-chromatographic method: for determining the gas transmission rate and gas permeability coefficient. These methods apply to vulcanized and thermoplastic rubbers of hardness not less than 35 IRHD (international rubber hardness degrees) and to both single gases and mixtures of gases.
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la perméabilité aux gaz — Partie 1: Méthodes à pression différentielle
L'ISO 2782-1:2016 spécifie trois méthodes pour déterminer la perméabilité aux gaz des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques sous une pression différentielle partielle. Les trois méthodes spécifiées sont les suivantes: - méthode manométrique (utilisant le vide): pour déterminer la vitesse de pénétration du gaz, le coefficient de perméabilité au gaz, le coefficient de diffusion du gaz et le coefficient de solubilité du gaz; - méthode manométrique simplifiée (utilisant une pression à appliquer): pour déterminer le coefficient de perméabilité au gaz uniquement; - méthode par chromatographie en phase gazeuse: pour déterminer la vitesse de transmission du gaz et le coefficient de perméabilité au gaz. Ces méthodes sont applicables aux caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques ayant une dureté supérieure ou égale à 35 DIDC (degrés internationaux de dureté du caoutchouc) et aux gaz utilisés seuls ou sous forme de mélanges.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 2782-1
Second edition
2016-04-15
Rubber, vulcanized or
thermoplastic — Determination of
permeability to gases —
Part 1:
Differential-pressure methods
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la
perméabilité aux gaz —
Partie 1: Méthodes à pression différentielle
Reference number
ISO 2782-1:2016(E)
©
ISO 2016
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ISO 2782-1:2016(E)
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ISO 2782-1:2016(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 2
5 Pressure sensor method . 2
5.1 Apparatus . 2
5.2 Calibration . 4
5.3 Test gas . 4
5.4 Test pieces . 5
5.4.1 Shape and dimensions . 5
5.4.2 Preparation . 5
5.4.3 Number of test pieces . 5
5.4.4 Measurement of thickness. 5
5.4.5 Time interval between forming and testing . 5
5.5 Conditioning . 5
5.6 Test conditions . 5
5.7 Gas transmission area . 5
5.8 Procedure . 6
5.9 Calculation and expression of results. 7
5.9.1 Gas transmission rate . 7
5.9.2 Gas permeability coefficient . 8
5.9.3 Gas diffusion coefficient . 8
5.9.4 Gas solubility coefficient . 8
6 Simplified pressure sensor method . 8
6.1 Apparatus . 8
6.1.1 Test cell . . 9
6.1.2 Test piece support . 9
6.1.3 Two pressure sensors . 9
6.1.4 Test gas supply reservoir . 9
6.1.5 Temperature sensor . 9
6.2 Calibration .10
6.3 Test gas .10
6.4 Test pieces .10
6.4.1 Shape and dimensions .10
6.4.2 Preparation .10
6.4.3 Number of test pieces .10
6.4.4 Measurement of thickness.10
6.4.5 Time interval between forming and testing .10
6.5 Conditioning .10
6.6 Test conditions .10
6.7 Gas transmission area .10
6.8 Procedure .10
6.9 Calculation and expression of results.11
7 Gas-chromatographic method .11
7.1 Apparatus .11
7.2 Calibration .12
7.3 Test gas .13
7.4 Carrier gas .13
7.5 Test pieces .13
7.5.1 Shape and dimensions .13
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ISO 2782-1:2016(E)
7.5.2 Preparation .13
7.5.3 Number of test pieces .13
7.5.4 Measurement of thickness.13
7.5.5 Time interval between forming and testing .13
7.6 Conditioning .13
7.7 Test conditions .13
7.8 Gas transmission area .13
7.9 Calibration curve .13
7.10 Procedure .13
7.11 Calculation and expression of results.14
7.11.1 Gas transmission rate .14
7.11.2 Gas permeability coefficient .15
8 Test report .15
Annex A (normative) Calibration schedule .17
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ISO 2782-1:2016(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT), see the following URL: Foreword — Supplementary information.
The committee responsible for this document is ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee
SC 2, Testing and analysis.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 2782-1:2012), which has been technically
revised. A new Clause on simplified pressure sensor method has been added (see Clause 6).
ISO 2782 consists of the following parts, under the general title Rubber, vulcanized or thermoplastic —
Determination of permeability to gases:
— Part 1: Differential-pressure methods
— Part 2: Equal-pressure method
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ISO 2782-1:2016(E)
Introduction
The measurement of the permeability of rubber to gases is important in the evaluation of compounds for
products such as inner tubes, tubeless-tyre liners, hoses, balloons and other gas-containing products,
as well as seals and diaphragms. The measurement is also of theoretical importance in the study of the
characteristics of gas diffusion and gas solubility in relation to polymer structure.
This part of ISO 2782 proposes three different methods for the determination of the permeability to
gases of vulcanized or thermoplastic rubber under a differential partial pressure, which are
— pressure sensor method which allows a complete characterization of a material,
— simplified pressure sensor method which is appropriate when only the gas permeability coefficient
is needed (routine control, specification verification, design, etc.), and
— gas-chromatographic method.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 2782-1:2016(E)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of
permeability to gases —
Part 1:
Differential-pressure methods
WARNING 1 — Persons using this part of ISO 2782 should be familiar with normal laboratory
practice. This part of ISO 2782 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.
WARNING 2 — Certain procedures specified in this part of ISO 2782 might involve the use or
generation of substances, or the generation of waste, that could constitute a local environmental
hazard. Reference should be made to appropriate documentation on safe handling and disposal
after use.
1 Scope
This part of ISO 2782 specifies three methods for the determination of the permeability to gases of
vulcanized or thermoplastic rubber under a differential partial pressure.
The three methods specified are as follows:
— pressure sensor method (using vacuum): for determining the gas transmission rate, gas permeability
coefficient, gas diffusion coefficient and gas solubility coefficient;
— simplified sensor method (using applied pressure): for determining the gas permeability
coefficient only;
— gas-chromatographic method: for determining the gas transmission rate and gas permeability
coefficient.
These methods apply to vulcanized and thermoplastic rubbers of hardness not less than 35 IRHD
(international rubber hardness degrees) and to both single gases and mixtures of gases.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 18899:2013, Rubber — Guide to the calibration of test equipment
ISO 23529:2010, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical
test methods
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ISO 2782-1:2016(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
gas transmission rate
number of moles of test gas passing through a test piece per unit area, per unit time, with unit partial-
pressure difference between the two sides of the test piece
3.2
gas permeability coefficient
number of moles of test gas passing through a test piece of unit thickness, per unit area, per unit time,
with unit partial-pressure difference between the two sides of the test piece
3.3
gas diffusion coefficient
quantity of test gas passing, by diffusion, through a test piece of unit thickness, per unit area, per unit
time, where there is a unit gas concentration gradient across the test piece
3.4
gas solubility coefficient
test gas concentration inside a test piece divided by the partial pressure of the test gas at the surface of
the test piece
3.5
gas transmission curve
curve, plotted against time, of the pressure change on the low-pressure side
of the test cell until gas transmission reaches a steady state
Note 1 to entry: A gas transmission curve is illustrated in Figure 2.
4 Principle
The cavity of a test cell, maintained at a constant temperature, is divided by a test piece into a high-
pressure and a low-pressure side. The high-pressure side of the cell is filled with the test gas. The
quantity of gas that diffuses through the test piece to the low-pressure side is determined by a pressure
sensor or by a gas chromatograph.
In the pressure sensor method, the gas transmission rate, gas permeability coefficient, gas diffusion
coefficient and gas solubility coefficient are measured, producing an average value for a gas mixture.
In the simplified pressure sensor method only the gas permeability coefficient is measured. In the gas-
chromatographic method, measurements are possible on test gases containing water vapour, and it is
also possible to analyse mixtures of gases to determine the components.
5 Pressure sensor method
5.1 Apparatus
The apparatus consists of the test cell, pressure sensors, a test gas supply reservoir, a vacuum pump
and associated tubing and valves. An example of a test apparatus is shown in Figure 1.
5.1.1 Test cell, consisting of a low-pressure side and a high-pressure side, such that, when a test piece
is mounted in it, the gas transmission area is clearly defined. The high-pressure side has an inlet port
to supply test gas, and a pressure sensor is connected to the low-pressure side to detect the change in
pressure caused by the gas transmitted through the test piece. The surfaces of the two halves of the cell
which make contact with the test piece shall be smooth and flat to prevent any leakage of gas. A seal such
as an O-ring may be used between these areas and the test piece, in which case the gas transmission rate
of the seal shall be considerably lower than that of the material being tested so that it does not affect the
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ISO 2782-1:2016(E)
result of the test. The material of the test cell shall be unreactive with regard to the test gas and shall
not absorb the gas used. The diameter of the gas transmission area shall be within the range 10 mm to
150 mm, depending on the gas transmission rate expected.
The cell shall be equipped with a heating system capable of raising the temperature to 80 °C. The
temperature accuracy shall be ±1 °C for temperatures from 40 °C to 80 °C.
NOTE Examples of a heating system are an electric heating jacket and an oven designed to hold the test cell
and test gas supply reservoir.
5.1.2 Test piece support, installed on the low-pressure side of the test cell in order to prevent
deformation of the test piece due to the pressure difference between the high- and low-pressure sides.
Any material, such as filter paper or wire mesh, that does not affect the result of the test may be used.
When using filter paper, paper such as that used in chemical analysis is recommended, of thickness
0,1 mm to 0,3 mm, depending on the depth of the low-pressure side of the cell.
5.1.3 Two pressure sensors, the first, capable of reading to within 5 Pa or better, to measure
the change in pressure on the low-pressure side of the test cell. A vacuum gauge with no mercury, an
electronic diaphragm-type sensor or other suitable sensor shall be used as this pressure sensor. The
second, capable of reading to within 1 % or better, is used to measure the pressure of the test gas supply
reservoir.
5.1.4 Test gas supply reservoir, for supplying test gas at a constant pressure to the high-pressure
side of the test cell. The volume of the reservoir shall be sufficient to ensure that the pressure drop on
the high-pressure side, due to transmission of the test gas through the test piece to the low-pressure side
during the test, does not exceed 1 % of the test pressure.
5.1.5 Vacuum pump, capable of evacuating the test cell to a pressure of 10 Pa or lower.
5.1.6 Temperature sensor, fitted in the test cell, for measuring the test temperature, and capable of
reading to within 0,1 °C or better.
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ISO 2782-1:2016(E)
Key
1 high-pressure side of test cell 11 vacuum pump
2 low-pressure side of test cell 12 valve 1
3 test piece 13 valve 2
4 test piece support 14 valve 3
5 temperature sensor 15 valve 4
6 sealing ring 16 signal amplifier
7 test gas supply reservoir 17 pressure-reducing valve
8 pressure gauge for test gas supply reservoir 18 data-processing unit
9 pressure sensor for low-pressure side of test cell 19 diameter of gas transmission area
10 test gas cylinder
NOTE Diagram at right shows an exploded view of the test cell.
Figure 1 — Example of apparatus for gas permeability measurement (pressure sensor method)
5.2 Calibration
The test apparatus shall be calibrated in accordance with the schedule given in Annex A.
5.3 Test gas
Use a single gas, such as nitrogen, oxygen or hydrogen, or a mixture of gases, such as air, liquefied
petroleum gas (in gaseous form) or coal gas. The purity of a single gas or the purity of each component
in a gas mixture shall be 99,5 % by volume or higher, unless otherwise agreed between the interested
parties, in which case a gas of lower purity may be used. The test gas shall not include any impurity that
might affect the measurement.
When using a gas mixture, the purity of each component shall be verified in advance with a suitable
instrument, such as a gas chromatograph.
When using a toxic and/or flammable gas, all necessary precautions should be taken in its use and in its
recovery or disposal.
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ISO 2782-1:2016(E)
5.4 Test pieces
5.4.1 Shape and dimensions
The test pieces shall be of uniform shape and have a thickness of more than 0,1 mm but less than
2,2 mm, unless otherwise agreed between the interested parties. The test pieces shall be large enough
to extend across the full width of the test cell and to be clamped between the flat edges of the two
halves of the test cell (see 5.1.1).
5.4.2 Preparation
The test pieces shall be cut out and prepared in accordance with ISO 23529. Any test piece containing
foreign matter, air bubbles, scratches or holes shall be discarded.
5.4.3 Number of test pieces
Three or more test pieces shall be used except when testing for quality control purposes, in which case
the number of test pieces may be reduced.
5.4.4 Measurement of thickness
Measure the thickness of each test piece at five or more points, including the centre of the gas
transmission area, to the nearest 0,01 mm using method A specified in ISO 23529:2010, and take the
arithmetic mean of the measurements. No single measurement on a test piece shall deviate by more
than 10 % from the mean for that test piece, and the mean value for any one test piece shall not deviate
by more than 10 % from the mean value for all the test pieces measured.
5.4.5 Time interval between forming and testing
The time interval between forming and testing shall be in accordance with ISO 23529.
Samples and test pieces shall be stored in accordance with ISO 23529 during the interval between
forming and testing.
5.5 Conditioning
The minimum time between forming and the commencement of conditioning of the test pieces shall
be 16 h.
Unless otherwise required in the material specification or agreed between the interested parties, the
material shall be conditioned before testing for 16 h to 24 h at a standard laboratory temperature and
humidity specified in ISO 23529. When using a test piece that can be easily affected by moisture, dry it
for more than 48 h at the test temperature in a desiccator containing a suitable drying agent, such as
anhydrous calcium chloride.
5.6 Test conditions
5.6.1 The laboratory conditions shall be in accordance with ISO 23529.
5.6.2 The test shall be conducted at the same temperature as was used to condition the test pieces
(see 5.5). The test temperature shall be measured by means of the temperature sensor fitted in the test cell.
5.7 Gas transmission area
The gas transmission area A shall be calculated from the internal diameter of the test cell or, if a sealing
ring is used, from the internal diameter of the sealing ring.
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ISO 2782-1:2016(E)
5.8 Procedure
5.8.1 Fit a suitable test piece support (4 in Figure 1) on the low-pressure side of the test cell.
5.8.2 Apply vacuum grease lightly and uniformly to the flat edges of the two halves of the test cell
which will make contact with the test piece and mount the test piece in the lower part of the cell, without
any wrinkling or sagging.
5.8.3 Place a sealing ring (if used) on the test piece, followed by the upper part of the cell. Clamp the
two halves of the cell together with uniform pressure so that the test piece is c
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 2782-1
Deuxième édition
2016-04-15
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Détermination de
la perméabilité aux gaz —
Partie 1:
Méthodes à pression différentielle
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of
permeability to gases —
Part 1: Differential-pressure methods
Numéro de référence
ISO 2782-1:2016(F)
©
ISO 2016
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ISO 2782-1:2016(F)
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l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 2782-1:2016(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Méthode manométrique . 2
5.1 Appareillage. 2
5.2 Étalonnage . 4
5.3 Gaz d’essai . 4
5.4 Éprouvettes . 5
5.4.1 Forme et dimensions . 5
5.4.2 Préparation . 5
5.4.3 Nombre d’éprouvettes . 5
5.4.4 Mesurage de l’épaisseur . 5
5.4.5 Délai entre mise en forme et essai . 5
5.5 Conditionnement . 5
5.6 Conditions d’essai . 5
5.7 Surface de pénétration du gaz . 5
5.8 Mode opératoire . 6
5.9 Calcul et expression des résultats . 7
5.9.1 Vitesse de pénétration du gaz . . 7
5.9.2 Coefficient de perméabilité au gaz . 8
5.9.3 Coefficient de diffusion du gaz . 8
5.9.4 Coefficient de solubilité du gaz . 8
6 Méthode manométrique simplifiée . 9
6.1 Appareillage. 9
6.1.1 Cellule d’essai . 9
6.1.2 Support d’éprouvette . 9
6.1.3 Deux manomètres . 9
6.1.4 Réservoir d’alimentation en gaz d’essai . 9
6.1.5 Capteur de température . 9
6.2 Étalonnage .10
6.3 Gaz d’essai .10
6.4 Éprouvettes .10
6.4.1 Forme et dimensions .10
6.4.2 Préparation .10
6.4.3 Nombre d’éprouvettes .11
6.4.4 Mesurage de l’épaisseur .11
6.4.5 Délai entre mise en forme et essai .11
6.5 Conditionnement .11
6.6 Conditions d’essai .11
6.7 Surface de pénétration du gaz .11
6.8 Mode opératoire .11
6.9 Calcul et expression des résultats .12
7 Méthode par chromatographie en phase gazeuse .12
7.1 Appareillage.12
7.2 Étalonnage .13
7.3 Gaz d’essai .13
7.4 Gaz vecteur .13
7.5 Éprouvettes .14
7.5.1 Forme et dimensions .14
© ISO 2016 – Tous droits réservés iii
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ISO 2782-1:2016(F)
7.5.2 Préparation .14
7.5.3 Nombre d’éprouvettes .14
7.5.4 Mesurage de l’épaisseur .14
7.5.5 Délai entre mise en forme et essai .14
7.6 Conditionnement .14
7.7 Conditions d’essai .14
7.8 Surface de pénétration du gaz .14
7.9 Courbe d’étalonnage .14
7.10 Mode opératoire .14
7.11 Calcul et expression des résultats .15
7.11.1 Vitesse de pénétration du gaz . .15
7.11.2 Coefficient de perméabilité au gaz .16
8 Rapport d’essai .16
Annexe A (normative) Programme d’étalonnage .18
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ISO 2782-1:2016(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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est ISO/TC 45, Élastomères et produits à base
d’élastomères, sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette deuxième édition remplace la première édition (ISO 2782-1:2012) qui a fait l’objet d’une révision
technique. Un nouvel Article relatif à une méthode manométrique simplifiée a été ajouté (voir Article 6).
L’ISO 2782 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Détermination de la perméabilité aux gaz:
— Partie 1: Méthodes à pression différentielle
— Partie 2: Méthode équi-pression
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ISO 2782-1:2016(F)
Introduction
La mesure de la perméabilité aux gaz du caoutchouc est importante pour l’évaluation des mélanges
utilisés dans la fabrication d’articles tels que chambres à air, revêtements intérieurs de pneus sans
chambre à air, tuyaux, ballons et autres produits devant contenir des gaz, ainsi que joints d’étanchéité
et membranes. Cette mesure est en outre importante sur un plan théorique pour étudier les
caractéristiques de diffusion et de solubilité des gaz en relation avec la structure des polymères.
La présente partie de l’ISO 2782 propose trois méthodes différentes pour la détermination de la
perméabilité aux gaz des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques sous une pression différentielle
partielle, qui sont
— une méthode manométrique qui permet une caractérisation complète du matériau,
— une méthode manométrique simplifiée qui convient lorsque seul le coefficient de perméabilité au
gaz est nécessaire (contrôle de routine, vérification des spécifications, conception, etc.), et
— une méthode par chromatographie en phase gazeuse.
vi © ISO 2016 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 2782-1:2016(F)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique —
Détermination de la perméabilité aux gaz —
Partie 1:
Méthodes à pression différentielle
AVERTISSEMENT 1 — Il convient que l’utilisateur de la présente partie de l’ISO 2782 connaisse
bien les pratiques courantes de laboratoire. La présente partie de l’ISO 2782 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.
AVERTISSEMENT 2 — Certains modes opératoires spécifiés dans la présente partie de l’ISO 2782
peuvent impliquer l’utilisation ou la génération de substances ou de déchets qui pourraient
constituer un danger pour l’environnement local. Il convient de se référer à la documentation
appropriée pour leur manipulation et leur élimination après utilisation.
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 2782 spécifie trois méthodes pour déterminer la perméabilité aux gaz des
caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques sous une pression différentielle partielle.
Les trois méthodes spécifiées sont les suivantes:
— méthode manométrique (utilisant le vide): pour déterminer la vitesse de pénétration du gaz, le
coefficient de perméabilité au gaz, le coefficient de diffusion du gaz et le coefficient de solubilité du gaz;
— méthode manométrique simplifiée (utilisant une pression à appliquer): pour déterminer le
coefficient de perméabilité au gaz uniquement;
— méthode par chromatographie en phase gazeuse: pour déterminer la vitesse de transmission du gaz
et le coefficient de perméabilité au gaz.
Ces méthodes sont applicables aux caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques ayant une dureté
supérieure ou égale à 35 DIDC (degrés internationaux de dureté du caoutchouc) et aux gaz utilisés seuls
ou sous forme de mélanges.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. 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 18899:2013, Caoutchouc — Guide pour l’étalonnage du matériel d’essai
ISO 23529:2010, Caoutchouc — Procédures générales pour la préparation et le conditionnement des
éprouvettes pour les méthodes d’essais physiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
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3.1
vitesse de pénétration du gaz
nombre de moles d’un gaz d’essai qui traverse une éprouvette, par unité de surface, par unité de temps
avec une pression différentielle partielle unitaire entre les deux côtés de l’éprouvette
3.2
coefficient de perméabilité au gaz
nombre de moles d’un gaz d’essai qui traverse une éprouvette d’épaisseur unitaire, par unité de surface,
par unité de temps avec une pression différentielle partielle unitaire entre les deux côtés de l’éprouvette
3.3
coefficient de diffusion du gaz
quantité de gaz d’essai qui traverse, par diffusion, une éprouvette d’épaisseur unitaire, par unité de
surface, par unité de temps lorsqu’il existe un gradient de concentration en gaz unitaire à travers
l’éprouvette
3.4
coefficient de solubilité du gaz
concentration en gaz d’essai à l’intérieur d’une éprouvette divisé par la pression partielle du gaz d’essai
à la surface de l’éprouvette
3.5
courbe de pénétration du gaz
courbe, tracée en fonction du temps, de la variation de pression du côté
basse pression de la cellule d’essai jusqu’à ce que la pénétration du gaz atteigne un état d’équilibre
Note 1 à l’article: Une courbe de pénétration du gaz est illustrée à la Figure 2.
4 Principe
La chambre d’une cellule d’essai, maintenue à température constante, est partagée par une éprouvette
en un côté haute pression et un côté basse pression. Le côté haute pression de la cellule est rempli
avec le gaz d’essai. La quantité de gaz qui pénètre à travers l’éprouvette vers le côté basse pression est
déterminée par un manomètre ou un chromatographe en phase gazeuse.
Dans la méthode manométrique, la vitesse de pénétration du gaz, le coefficient de perméabilité au gaz,
le coefficient de diffusion du gaz et le coefficient de solubilité du gaz sont mesurés, donnant une valeur
moyenne pour un mélange gazeux. Dans la méthode manométrique simplifiée, seul le coefficient de
perméabilité au gaz est mesuré. Dans la méthode par chromatographie en phase gazeuse, les mesurages
avec des gaz d’essai contenant de la vapeur d’eau sont possibles, et il est également possible d’analyser
des mélanges de gaz pour en déterminer les composants.
5 Méthode manométrique
5.1 Appareillage
L’appareillage est constitué d’une cellule d’essai, de manomètres, d’un réservoir d’alimentation en gaz
d’essai, d’une pompe à vide et de tuyauteries et de robinets associés. Un exemple d’appareillage d’essai
est représenté à la Figure 1.
5.1.1 Cellule d’essai, constituée d’un côté basse pression et d’un côté haute pression, de façon que
lorsqu’une éprouvette est montée à l’intérieur, la surface de pénétration du gaz soit clairement définie.
Le côté haute pression possède un orifice d’alimentation en gaz d’essai et un manomètre est connecté
au côté basse pression pour détecter la variation de pression due à la pénétration du gaz à travers
l’éprouvette. Les surfaces des deux moitiés de la cellule en contact avec l’éprouvette doivent être lisses et
planes pour éviter les fuites de gaz. Un joint tel qu’un joint torique peut être utilisé entre ces surfaces et
l’éprouvette, dans ce cas la vitesse de pénétration du gaz dans le joint doit être négligeable par rapport à
celle du matériau soumis à essai de façon à ne pas affecter le résultat de l’essai. Le matériau de la cellule
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d’essai doit être inerte vis-à-vis du gaz d’essai et ne doit pas absorber le gaz utilisé. Le diamètre de la
surface de pénétration de gaz doit être compris entre 10 mm et 150 mm, selon la vitesse de pénétration
du gaz attendue.
La cellule doit être équipée d’un système de chauffage, permettant d’atteindre une température de 80 °C.
L’exactitude de la température doit être de ±1 °C pour les températures comprises entre 40 °C et 80 °C.
NOTE Des exemples de systèmes de chauffage sont une chemise chauffante électrique et une étuve conçue
de manière à contenir la cellule d’essai et le réservoir d’alimentation en gaz d’essai.
5.1.2 Support d’éprouvette, installé du côté basse pression de la cellule d’essai de façon à éviter la
déformation de l’éprouvette due à la différence de pression entre les côtés haute et basse pression. Tout
matériel tel que papier-filtre ou grille métallique n’affectant pas le résultat de l’essai peut être utilisé.
Lors de l’utilisation d’un papier-filtre, le papier prévu pour être utilisé dans les analyses chimiques est
recommandé, d’épaisseur comprise entre 0,1 mm et 0,3 mm, selon la profondeur du côté basse pression
de la cellule.
5.1.3 Deux manomètres, le premier permettant une lecture à 5 Pa près ou mieux, pour mesurer la
variation de pression du côté basse pression de la cellule d’essai. Un manomètre à vide sans mercure,
un capteur électronique à membrane ou tout autre capteur approprié doivent être utilisés pour ce type
de manomètre. Le deuxième, permettant une lecture à 1 % près ou mieux, est utilisé pour mesurer la
pression du réservoir de gaz d’essai.
5.1.4 Réservoir d’alimentation en gaz d’essai, pour l’alimentation en gaz d’essai à une pression
constante, du côté haute pression de la cellule d’essai. Le volume du réservoir doit être suffisant
afin d’assurer que la perte de pression du côté haute pression, due à la pénétration du gaz à travers
l’éprouvette vers le côté basse pression pendant l’essai, ne soit pas supérieure à 1 % de la pression
d’essai.
5.1.5 Pompe à vide, capable d’abaisser la pression de la cellule d’essai à une pression de 10 Pa ou moins.
5.1.6 Capteur de température, installé dans la cellule d’essai, pour mesurer la température d’essai, et
permettant une lecture à 0,1 °C près ou mieux.
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Légende
1 côté haute pression de la cellule d’essai 11 pompe à vide
2 côté basse pression de la cellule d’essai 12 robinet 1
3 éprouvette 13 robinet 2
4 support d’éprouvette 14 robinet 3
5 capteur de température 15 robinet 4
6 joint d’étanchéité 16 amplificateur de signal
7 réservoir d’alimentation en gaz d’essai 17 détendeur
8 manomètre pour le réservoir d’alimentation en gaz d’essai 18 unité de traitement des données
9 capteur de pression pour le côté basse pression de la 19 diamètre de la surface de pénétration du gaz
cellule d’essai
10 bouteille de gaz d’essai
NOTE Le schéma de droite représente une vue éclatée de la cellule d’essai.
Figure 1 — Exemple d’appareillage pour la mesure de perméabilité au gaz
(méthode manométrique)
5.2 Étalonnage
L’appareillage d’essai doit être étalonné conformément au programme donné dans l’Annexe A.
5.3 Gaz d’essai
Utiliser un gaz simple tel que azote, oxygène, hydrogène, ou un mélange de gaz tel que air, gaz de
pétrole liquéfié (sous forme gazeuse) ou gaz de houille. La pureté du gaz unique ou la pureté de chaque
composant du mélange de gaz doit être d’au moins 99,5 % en volume, sauf en cas d’accord contraire
entre les parties intéressées, auquel cas un gaz de pureté inférieure peut être utilisé. Le gaz d’essai ne
doit pas contenir d’impuretés pouvant affecter le mesurage.
Lors de l’utilisation d’un mélange de gaz, la pureté de chaque composant doit être vérifiée à l’avance
avec un instrument approprié, tel qu’un chromatographe en phase gazeuse.
Si un gaz toxique et/ou inflammable est utilisé, il convient de prendre toutes les précautions nécessaires
pour son utilisation et sa récupération ou son élimination.
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5.4 Éprouvettes
5.4.1 Forme et dimensions
Les éprouvettes doivent être de forme uniforme et avoir une épaisseur de plus de 0,1 mm mais inférieure
à 2,2 mm, sauf en cas d’accord contraire entre les parties intéressées. Les éprouvettes doivent être assez
grandes pour couvrir toute la largeur de la cellule d’essai et pour pouvoir être serrées entre les bords
plats des deux moitiés de la cellule d’essai (voir 5.1.1).
5.4.2 Préparation
Les éprouvettes doivent être découpées et préparées conformément à l’ISO 23529. Toute éprouvette
contenant des corps étrangers, bulles d’air, rayures ou trous doit être mise au rebut.
5.4.3 Nombre d’éprouvettes
Au moins trois éprouvettes doivent être utilisées, sauf lors d’essais effectués dans le cadre du contrôle
qualité, auquel cas le nombre d’éprouvettes peut être réduit.
5.4.4 Mesurage de l’épaisseur
Mesurer l’épaisseur de chaque éprouvette en au moins cinq points comprenant le centre de la surface de
pénétration du gaz, à 0,01 mm près en utilisant la méthode A spécifiée dans l’ISO 23529:2010, et prendre
la moyenne arithmétique des mesurages. Aucun mesurage effectué sur une éprouvette ne doit s’écarter
de plus de 10 % de la moyenne pour cette éprouvette, et la valeur moyenne pour toute éprouvette ne
doit pas s’écarter de plus de 10 % de la valeur moyenne de toutes les éprouvettes mesurées.
5.4.5 Délai entre mise en forme et essai
Le délai entre la mise en forme et l’essai doit être en conformité avec l’ISO 23529.
Les échantillons
...
Questions, Comments and Discussion
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