一、标准背景与意义
农药在农业生产中作用关键,但其热稳定性问题可能导致自燃、爆炸等安全事故。随着行业发展,亟需科学标准化的检测方法评估热稳定性。该标准通过绝热量热法标准化检测,可准确评估农药热稳定性,预防安全事故,助力企业遵守法规,为监管部门提供检测依据。
二、标准范围
规定了农药热安全性测试的绝热量热实验方法,适用于各类农药的热安全性检测。
三、关键术语定义
绝热量热:控制体系热散失,使样品与外界无热交换,保持绝热环境。
起始分解温度(Ts):分解反应放热温升速率超过 0.02℃/min 时的温度。
分解终止温度(Tf):分解反应放热温升速率降低至设定值以下时的温度。
绝热温升(ΔTad):绝热条件下分解反应释放热量导致物料温度升高的数值。
热惯性因子(φ):用于校正测试结果,等于物料与样品池吸收热量之和与物料吸收热量的比值。
分解放热量(ΔrH):物料在一定温度和压力范围内分解放出的热量。
H-W-S-T 过程:绝热加速量热仪的工作模式,包括加热、等待、搜寻、追踪步骤。
四、试验方法
(一)方法概要
将待测物料装入样品池,炉腔加热至目标初始温度,按 “加热 - 等待 - 搜寻” 模式运行,当温升速率≥设定值时进入 “追踪” 模式,记录时间、温度、压力等数据,计算绝热温升和分解放热量。
(二)仪器要求
绝热加速量热仪:温度传感器分辨率 0.01℃,放热检测灵敏度 0.02℃/min,压力传感器分辨率 0.01 bar。
样品池:材质为哈氏合金、不锈钢、钛材或玻璃,不与样品反应且结构完整。
(三)校准要求
初次使用前及定期校准,更换关键部件后也需校准。
校准区间包含测试物质温度范围,校准物质如 20% 过氧化二叔丁基甲苯溶液、12% 偶氮二异丁腈二氯甲烷溶液。
(四)测试推荐条件
样品量:1g~10g 或克级以上,未知样品先用差式扫描量热初筛。
升温间距:0℃~10℃,可根据实际调整。
测试氛围:根据需求选择空气、氧气、氮气等。
(五)测试步骤
称取干净样品池、连接螺母和密封垫圈总重量。
检查系统气密性。
装入样品,称取装样后样品池质量。
将样品池置于测试体系内,密闭体系。
设置并运行测试程序,记录温度、压力数据及起始分解温度(Ts)、分解终止温度(Tf)。
测试完成,体系温度恢复室温后取出样品池,记录冷却系统温度及压力。
(六)数据计算
绝热温升(ΔTad):ΔTad = Tf - Ts
热惯性因子(φ):φ = (ms×Cps + mb×Cpb) / (ms×Cps),其中 ms 为物料质量,Cps 为物料比热容,mb 为容器质量,Cpb 为容器比热容。
分解放热量(ΔrH):通过相关公式计算。
五、允许误差
起始分解温度的两次平行测定结果误差应小于 ±5℃,取最低值作为测定结果。
六、附录:绝热加速量热仪校准方法
| 校准物质 | 20% 过氧化二叔丁基甲苯溶液 | 12% 偶氮二异丁腈二氯甲烷溶液 |
|---|---|---|
| 测试氛围 | 空气 | 空气 |
| 样品池材质 | 哈氏合金 | 哈氏合金 |
| 测试开始温度(℃) | 80 | 30 |
| 测试终止温度(℃) | 250 | 175 |
| 灵敏度(℃/min) | 0.02 | 0.02 |
| 升温间隔(℃) | 5~10 | 5~10 |
| 等待时间(min) | 15 | 15 |
| 搜索时间(min) | 5 | 5 |
| 起始分解温度(℃) | 115~125 | 48~52 |
七、H.E.L 绝热加速量热仪测试结果示例
20% DTBP 测试:放热起始温度 119.67℃,终止温度 182.79℃,绝热温升 63.13℃,最大温升速率 2.1℃/min(173.5℃),TD24 为 95.7℃,TD8 为 105℃,TD1 为 124.4℃,反应级数 1,活化能 156.54 KJ/mol,指前因子 36.517,热惯性因子 1.961。
农药热安全性检测方法—绝热量热法 NY T 3784—2020 标准解析.pptx