ＩＣＳ８３􀆰０８０􀆰０１ Ｇ３１ 　　 ＳＨ 中华人民共和国石油化工行业标准 ＳＨ/Ｔ１８２７—２０１９ 　 塑料　结晶度的测定　Ｘ射线衍射法 Ｐｌａｓｔｉｃｓ—Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ—Ｘ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｒｙ ２０１９￣１２￣２４发布 ２０２０￣０７￣０１实施 中华人民共和国工业和信息化部　发布前　　言 本标准按照ＧＢ/Ｔ１􀆰１—２００９给出的规则起草ꎮ 本标准由中国石油化工集团有限公司提出ꎮ 本标准由全国塑料标准化技术委员会石化塑料树脂产品分会(ＳＡＣ/ＴＣ１５/ＳＣ１)归口ꎮ 本标准负责起草单位:中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院、北京燕山石化高科技术有 限责任公司ꎮ 本标准参加起草单位:天津大学、上海交通大学、中国石油化工股份有限公司北京化工研究院、 中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司、中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司、布鲁克 (北京)科技有限公司、赛默飞世尔科技(中国)有限公司、丹东浩元仪器有限公司、丹东通达科技有 限公司、上海若祎新材料科技有限公司ꎮ 本标准主要起草人:李瑞峰、郑慧琴、王正元、王伟众、吴彦瑾、张立军、任敏巧、金文仁、居 威材、王通、杜海燕、姜传海、孟鸿诚、石洪波、钟喆、韦丽明ꎮ 本标准为首次发布ꎮ ⅠＳＨ/Ｔ１８２７—２０１９塑料　结晶度的测定　Ｘ射线衍射法 警告:使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验ꎮ本标准并未指出所有可能的安全问　 题ꎮ使用者有责任采取适当的安全和健康措施ꎬ并保证符合国家有关法规规定的条件ꎮ １　范围 本标准规定了用Ｘ射线衍射法测定聚乙烯(ＰＥ)和聚丙烯(ＰＰ)结晶度的方法ꎮ 本标准适用于颗粒或粉末状聚乙烯和聚丙烯(α晶型、β＋α晶型)压塑或注塑试样结晶度的测定ꎮ 本标准不适用于填充聚乙烯和聚丙烯结晶度的测定ꎮ 注:聚乙烯和聚丙烯制品结晶度的测定可参照本标准ꎬ高乙烯含量的乙丙共聚聚丙烯也可参照本标准ꎮ 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ꎮ凡是注日期的引用文件ꎬ仅注日期的版本适用于本文 件ꎮ凡是不注日期的引用文件ꎬ其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件ꎮ ＧＢ/Ｔ１８４５􀆰２　塑料　聚乙烯(ＰＥ)模塑和挤出材料　第２部分:试样制备和性能测定 ＧＢ/Ｔ２５４６􀆰２　塑料　聚丙烯(ＰＰ)模塑和挤出材料　第２部分:试样制备和性能测定 ＧＢ/Ｔ２９１８　塑料试样状态调节和试验的标准环境 ＪＪＧ６２９—２０１４　多晶Ｘ射线衍射仪 ３　术语和定义 下列术语和定义适用于本文件ꎮ ３􀆰１　 结晶度(Ｘ射线衍射法)ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙｂｙＸ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ 根据部分结晶聚合物的Ｘ射线衍射强度峰总面积中晶区部分贡献的百分数计算的结晶度[１]Ｘｃꎮ ４　方法概要 聚合物的结晶度与结晶相Ｘ射线衍射峰积分面积成正比ꎬ在规定的试验条件下ꎬ收集２θ角度５°~ ３５°范围内试样的铜ＫαＸ射线衍射数据ꎬ采用化学计量学分峰程序软件获得被测晶面衍射峰和非晶散射 峰的２θ角度及峰面积计数值ꎬ以结晶峰峰面积之和与其加非晶峰峰面积之和的比值ꎬ经校正后得到试 样的结晶度ꎮ ５　标准物质 符合ＪＪＧ６２９—２０１４技术要求的粉末α－ＳｉＯ２或Ｓｉ标准物质ꎮ １ＳＨ/Ｔ１８２７—２０１９６　仪器设备 ６􀆰１　Ｘ射线衍射仪 　　符合ＪＪＧ６２９—２０１４技术要求的Ｘ射线衍射仪ꎬ配置铜靶(Ｋα辐射)ꎬ旋转样品台ꎬ仪器按ＪＪＧ ６２９—２０１４进行８ｈ测定的衍射强度稳定性不大于１􀆰５％(以相对极差表示)ꎮ 注:若仪器光学系统配置或调试不合适ꎬ造成散射光进入探测器ꎬ低角度背底会出现一个馒头峰ꎬ则仪器无法完成 结晶度的测定ꎮ ６􀆰２　软件 Ｘ射线衍射数据处理软件ꎬ带ＰｅａｒｓｏｎⅦ分峰程序ꎮ ７　样品 ７􀆰１　试样制备 ７􀆰１􀆰１　ＰＥ试样制备 按ＧＢ/Ｔ１８４５􀆰２规定采用压塑(Ｑ)或注塑(Ｍ)方法制备试样ꎬ试样厚度１􀆰０ｍｍ±０􀆰１ｍｍꎮ ７􀆰１􀆰２　ＰＰ试样制备 按ＧＢ/Ｔ２５４６􀆰２规定采用压塑(Ｑ)或注塑(Ｍ)方法制备试样ꎬ试样厚度１􀆰０ｍｍ±０􀆰１ｍｍꎮ ７􀆰２　取样 用冲压设备或直尺和刀片在压塑(Ｑ)或注塑(Ｍ)方法制备的试样中部裁取一片试片ꎬ要求试片 平整如镜面ꎬ无弯折ꎬ测试面清洁无灰尘等机械杂质并保持干燥ꎬ试片尺寸按所用仪器规定ꎮ 注:从制品上取样时ꎬ可用机加工方法或其他合适方法从制品上制取１􀆰０ｍｍ±０􀆰１ｍｍ的薄片ꎬ然后按照上述方法 取样ꎮ ８　状态调节 按ＧＢ/Ｔ２９１８规定ꎬ在温度为２３℃±２℃条件下进行状态调节ꎮ状态调节时间分别按照ＧＢ/Ｔ １８４５􀆰２和ＧＢ/Ｔ２５４６􀆰２规定ꎮ ９　试验步骤 ９􀆰１　试验条件 　　按ＧＢ/Ｔ２９１８规定ꎬ在温度为２３℃±２℃条件下进行测试ꎮ ９􀆰２　校准仪器 启动Ｘ射线衍射仪(６􀆰１)ꎬ待仪器稳定后ꎬ用标准物质(５)验证仪器衍射强度稳定性不大于 １􀆰５％/８小时(以相对极差表示)ꎮ ２ＳＨ/Ｔ１８２７—２０１９９􀆰３　设定仪器工作条件 设定Ｘ射线衍射仪工作条件(见表１)ꎮ 表１　仪器工作条件 参数项 单位 设定值 铜靶Ｋα ｎｍ ０􀆰１５４２ ２θ扫描范围 (°) ５~３５(测试时) ２θ扫描范围 (°) ５~９０(求ｋ值时) 工作电压 ｋＶ ２０~５０ 工作电流 ｍＡ １~２５０ 扫描步长 (°) ０􀆰０１~０􀆰０２ 扫描速度 (°)􀅰ｍｉｎ－１１~５ 发散狭缝 防散射狭缝 接收狭缝需进行狭缝优化 衍射峰峰 面积计数值ＰＥ(２００)晶面 ≥１００００ ＰＰα晶型(１３０)晶面 ≥１００００ ＰＰβ＋α晶型(１１１)晶面 ≥１００００ ９􀆰４　测试 平行做两份试验ꎮ在Ｘ射线衍射仪样品台上ꎬ装调试片ꎬ关闭试样室ꎬ开始测试ꎮ １０　试验数据处理 １０􀆰１　获取峰位置２θ值和峰面积计数值 　　采用Ｘ射线衍射仪配置的数据处理软件ꎬ对试样的Ｘ射线衍射数据首先进行Ｓａｖｉｔｚｋｙ－Ｇｏｌａｙ９点或 １１点抛物平滑ꎬ剥离Ｋα２ꎬ扣除背底(Ｂ􀆰Ｇ􀆰)ꎬ然后采用Ｐｅａｒｓｏｎ－Ⅶ分峰程序进行峰形拟合ꎬ根据衍 射曲线峰型分出晶体衍射峰和非晶体散射峰ꎬ获取被测试样晶体衍射峰、非晶体散射峰的峰位置２θ值 和峰面积计数值ꎮ非晶体散射峰和对称的晶体衍射峰应进行对称拟合ꎻ若测得的晶体衍射峰为非对称 的ꎬ则按其峰形进行非对称拟合ꎮ 注１:文献中的非晶体散射峰的峰位置２θ值并不统一ꎬ且某些文献中存在非晶体散射峰非对称分峰的不合理现象ꎮ 注２:ＰＥ和ＰＰ(α晶型、β＋α晶型)典型的化学计量学(Ｐｅａｒｓｏｎ－Ⅶ)峰形拟合图见附录Ａꎮ １０􀆰２　计算 按公式(１)计算被测试样的结晶度ꎬ附录Ｂ为公式(１)中的因子及其推算公式中系数的计算 方法: Ｘｃ＝∑Ｆｃｉ×Ｉｃｉ ∑Ｆｃｉ×Ｉｃｉ＋ｋ×∑Ｆａｉ×Ｉａｉ×１００ (１) 􀆺􀆺􀆺􀆺􀆺􀆺􀆺􀆺􀆺􀆺􀆺􀆺􀆺 式中: ３ＳＨ/Ｔ１８２７—２０１９Ｘｃ———结晶度ꎬ单位为％(质量分数)ꎻ Ｆｃｉ———各个晶面衍射峰的校正因子ꎬ计算见公式(Ｂ􀆰１)ꎻ Ｉｃｉ———各个晶面衍射峰的峰面积计数值ꎻ ｋ———计算时所采用衍射强度与其观察到的全部衍射强度之比ꎬ根据实测值获得的校正系数ꎬ计 算见公式(Ｂ􀆰７)ꎻ Ｆａｉ———非晶散射峰的校正因子ꎬ计算见公式(Ｂ􀆰１)ꎻ Ｉａｉ———非晶散射峰的峰面积计数值ꎮ １０􀆰３　结果表述 取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果ꎬ数据保留小数点后一位ꎮ １１　精密度 ２０１８年在８个实验室ꎬ对３个典型ＰＥ和４个典型ＰＰ的压塑试样进行了Ｘ射线衍射法测定结晶度 的精密度试验ꎬ每个实验室对每个样品重复测定２次ꎬ精密度计算结果见表２ꎮ 注１:本标准的精密度按ＧＢ/Ｔ６３７９􀆰２—２００４[２]进行计算ꎬ其中Ｓｒ为重复性标准差ꎬＳＲ为再现性标准差ꎬｒ为重复性 限ꎬＲ为再现性限ꎮ 注２:精密度试验用样品ꎬ是从结晶度为３７􀆰８％~８１􀆰２％的样品中筛选的ꎮ 表２　Ｘ射线衍射法结晶度测试的精密度数据 序号 样品实验室 参加数 (个)结晶度 平均值 (％)实验室内 实验室间 重复性标准 差Ｓｒ重复性 限ｒ重复性变异 系数(％)再现性标准 差ＳＲ再现性 限Ｒ再现性变异 系数(％) １ ＰＥ１ ８４２􀆰９ ０􀆰４ １􀆰１ ２􀆰６ ０􀆰８ ２􀆰３ ５􀆰４ ２ ＰＥ２ ８５５􀆰６ ０􀆰４ １􀆰１ ２􀆰０ ０􀆰９ ２􀆰５ ４􀆰５ ３ ＰＥ３ ８６８􀆰８ ０􀆰５ １􀆰４ ２􀆰０ ０􀆰８ ２􀆰３ ３􀆰３ ４ＰＰ１(α晶型)８４７􀆰５ １􀆰０ ２􀆰８ ５􀆰９ １􀆰０ ２􀆰８ ５􀆰９ ５ＰＰ２(α晶型)８４８􀆰６ ０􀆰９ ２􀆰５ ５􀆰１ ０􀆰９ ２􀆰５ ５􀆰１ ６ＰＰ３(α晶型)８５８􀆰５ ０􀆰６ １􀆰７ ２􀆰９ ０􀆰９ ２􀆰５ ４􀆰３ ７ＰＰ４(β＋α晶型)８８１􀆰２ ０􀆰６ １􀆰７ ２􀆰１ １􀆰１ ３􀆰１ ３􀆰８ １２　试验报告 试验报告应包括下列内容: ａ)注明参照本标准ꎻ ｂ)试验样品的全部资料信息ꎻ ｃ)仪器工作条件ꎻ ｄ)试样制备、取样及试样状态调节、试验条件等详细情况ꎻ ｅ)试样尺寸ꎻ ｆ)试验结果ꎬ包括两次的测试结果和算术平均值ꎻ ｇ)测定中观察到的任何异常现象的细节及其说明ꎬ例如背底不合格、试样晶型不相符等ꎻ ｈ)分析日期等ꎮ ４ＳＨ/Ｔ１８２７—２０１９