NF T60-198-1994 Lubricants Evaluation of primary biodegradability Method by infrared spectroscopy 《润滑剂 主要生物降解性的评价 红外光谱法》.pdf

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1、ISSN 0335-3931 NF T 60-198 Juillet 1994 Indice de classement : T 60-198 Lubrifiants valuation de la biodgradabilit primaire Mthode par spectrophotomtrie infrarouge E : Lubricants- Evaluation of primary biodegradability- Method by infrared spectroscopy D : Schmierstoffe - Bewertung der biologischen P

2、rimrabbaubarkeit - Infrarotspektralphotometrie- Verfahren Norme franaise homologue par dcision du Directeur Gnral de lAFNOR le 20 juin 1994 pour prendre effet le 20 juillet 1994. correspondance la date de publication du prsent document, il nexiste pas de travaux euro- pens sur le mme sujet, mais cel

3、ui-ci vient dtre inscrit au programme de tra- vail de IISO. analyse Le prsent document sadresse lensemble des partenaires concerns par lvaluation de la biodgradabilit primaire de lubrifiants hydrocarbons inso- lubles dans leau et non volatils dans les conditions de lessai. descri pteu rs Thsaurus In

4、ternational Technique : lubrifiant, huile lubrifiante, produit hydrocarbon, insoluble, eau, valuation, biodgradabilit, spectromtrie, infrarouge. mod if cat i o ns correct i o ns dite et diffuse par lassociation franaise de normalisation (afnor), tour europe cedex 7 92049 paris la dfense -tl. : (1) 4

5、2 91 55 55 AFNOR 1994 O AFNOR 1994 ler tirage 94-07 AFNL NF T 60-398 94 m 3032372 05282b 734 m Lubrifiants B N P PO3 Membres de la commission de normalisation Prsident : M ROCHETTE Secrtariat : M THIAULT- BNP M BLANGY M BONNENFANT M BUCHIN M CHARPENTIER M CHATONNIER M CONSTANS M DHOLLANDER M DUFOUR

6、M DURAND M DUTEURTRE M FALCE M GADEN M GANIER M JAHAN M JOUNOT M LEBRETON MME LEGROS M LIEGEOIS M MARCHAND M MEYER M NOREUX M RIO M ROCHETTE MME ROCEMBERG M SAUVAGE M SOETENS Cette mthode a t tablie par un groupe indiqus ci-aprs : M BAZZON M BOUFFET MLLE GAGNEUX M GALANAKIS M GUILLOU M HANCHARD M LU

7、DOT M MANSOUX MME METZ M PEYROT M THIAULT M TRICONNET M VAN DIEVOET HBL SHELL UTE YACCO SAF SNCF ELF ANTAR FRANCE ESSO SAF CPL EDF CHEVRON CHEMICAL HBL FINA FRANCE CETIM BP FRANCE AFNOR MARINE NATIONALE RE NAU LT SOC DES LUBRIFIANTS ELF AQUITAINE IFP SNCF - DIRECTION DU MATERIEL SHELL SERVICE DES ES

8、SENCES DES ARMEES MOBIL TOTAL ELF ANTAR FRANCE CIE DES BASES LUBRIFIANTES mixte BNP/GFC dont les noms des participants sont INERIS ESSO ELF BP MOBIL SHELL CASTROL CONDAT ELF TOTAL BNP CHEVRON CHEMICAL BFB AFNL NF T 60-178 94 LOL2372528270 45b I -3- NF T 60-198 Som ma i re Avant-propos 1 2 3 4 4.1 4.

9、2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.1 1 4.12 4.13 5 6 6.1 6.2 6.3 6.4 7 8 9 10 10.1 10.2 11 Domaine dapplication Principe . Conditions dessai . Produits et ractifs Milieu minral dessai . Produit de rfrence Dtergent pour lavage de la verrerie . Inoculum . Hexadcane Solvant dextraction . Solutions mr

10、es . Solution de contrle Solution aqueuse de chlorure mercurique (HgCI, ) Solution aqueuse dacide chlorhydrique (HCI) . Pa pier-f i Itre hydrophobe Sulfate de sodium anhydre . Appareillage . Chlorure de sodium . Mode opratoire Prparation des fioles Incubation . Extraction Analyse en spectrophotomtri

11、e infrarouge . Calculs . Critres de validit de lessai . Expression des rsultats . Fidlit Rpta bilit . Reproductibilit Rapport dessai Annexe A (informative) Rsultats dessai : valeurs infrarouges Annexe B (normative) Rapport dessai de biodgradabilit (%) Annexe C (informative) Informations relatives au

12、x fournitures . Page 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 10 10 10 10 10 11 12 13 14 AFNL NF T b0-198 94 = 3032372 0528273 392 NF T 60-198 -4- Avant-propos Cette norme est issue de la mthode CEC L 33 T 82 destine aux lubrifiants pour moteurs hors bord deux temps. Son domaine dapplicatio

13、n a t largi par un groupe de travail qui a men des essais cir- culaires la fois sur des huiles pour moteurs neuves et usages, et sur des huiles industrielles. 1 Domaine dapplication Lobjet de cette mthode est dvaluer en milieu aqueux la biodgradabilit primaire des lubrifiants hydrocarbons, neufs ou

14、usags, insolubles dans leau et non volatils, dans les conditions de lessai. 2 Principe Les fioles dessai (6.1.2) contenant le milieu minral (4.1) lhuile soumettre essai et Iinoculum (4.4) sont places en incubation avec des fioles maintenues striles (6.1.4) par voie chimique pendant 21 jours. Des fio

15、les (6.1.3) renfermant le produit de rfrence (4.2) sont prpares paralllement selon les mmes conditions exprimentales que pour les fioles dessai. la fin de la priode dincubation, le contenu de ces fioles est soumis aux ultrasons, acidifi et extrait par le 1,1,2-trichloro-l,2,2-trifluoro- thane ou par

16、 le ttrachloromthane si lutilisation de ce solvant est autorise, et en prenant les prcau- tions rappeles dans les fiches de scurit (voir annexe C). Les extraits sont analyss en spectrophotomtrie infrarouge la longueur donde correspondant au maximum dabsorption des groupements CH, ou CH, soit la long

17、ueur donde 2 930 cm-I f 20 cm-l ou 2 960 cm- f 20 cm-. 3 Conditions dessai Lincubation est ralise lobscurit 25 OC k 1 OC sous agitation mcanique mouvement orbital. 4 Produits et ractifs Les produits utiliss sont de qualit analytique reconnue et les solvants de qualit “pour spectropho- tomtrien. 4.1

18、Milieu minral dessai Solution A KH,PO, K2HP0, Na,HP0,2H20 “,Cl Solution B MgS0,7H20 Solution C CaC1,2H20 Solution D H,BO, FeS0,7H20 ZnS0,7H20 MnS0,4H20 CuS0,5H20 COSO, (N H,),Mo,02,4H,O 8,50 21,75 33,40 15,OO 22,50 36,40 0,7 5 3,OO 0,lO 0,50 0,05 0,l o 0,05 grammes par litre deau grammes par litre d

19、eau grammes par litre deau grammes par litre deau grammes par litre deau grammes par litre deau grammes par litre deau grammes par litre deau grammes par litre deau grammes par litre deau grammes par litre deau grammes par litre deau grammes par litre deau AFNL NF T 60-198 94 LOL2372 0528272 229 = -

20、5- NF T 60-198 NOTE 1 : Les composs hydrats peuvent tre remplacs par des produits anhydres en respectant les proportions. NOTE 2 : La solution D est trouble. II convient donc de l?agiter. Pour prparer un litre de milieu, introduire dans de l?eau distille ou dsionise, dpourvue d?hydrocarbures, 1 ml d

21、e chacune des solutions A, B, C et D prpares ci-dessus et conserves 4 OC pendant une dure maximale de six mois. 4.2 Produit de rfrence Diisotridcyladipate (RL 130 ou DITA) (voir annexe Cl. 4.3 Dtergent pour lavage de la verrerie Produit alcalin (voir annexe C). 4.4 Inoculum La teneur en micro-organi

22、smes de I?inoculum utilis pour l?essai doit atteindre au moins IO5 UFC/ml (Unit Formant Colonie). Prparer I?inoculum partir d?un effluent de station d?puration urbaine prlev en sortie de traitement biologique aprs clarificateur. Le prlvement doit tre effectu en prenant les prcautions lies la pathogn

23、icit potentielle du milieu. Filtrer sur papier-filtre grossier et utiliser I?inoculum le plus rapidement possible. Sinon, dans le cas o il ne serait pas utilis immdiatement, le conserver la temprature de 4 OC, dans un dlai maximal de 24 h prlvement compris. Le comptage des colonies doit tre fait l?a

24、ide d?un chantillonneur par immersion, glose pour microflore totale comptage rapide, et tre lu aprs 24 h d?incubation 30 OC. Vrifier galement que son absorbance en spectrophotomtrie infrarouge ne dpasse pas la limite impose en 6.4.1. Dans le cas contraire, un autre prlvement doit tre effectu. 4.5 He

25、xadcane 4.6 Solvant d?extraction Utiliser le l,l,2-trichloro-l,2,2-trifluorothane C,CI,F3 pour spectrophotomtrie, ou le ttrachlorom- thane CCI, en prenant toutes les prcautions ncessaires. Leur puret doit tre vrifie par spectropho- tomtrie infrarouge. La valeur maximale de ?absorbance du solvant cho

26、isi (2 930 cm-? I 20 cm-? ou 2 960 cm-l I20 cm-l) doit tre infrieure l?augmentation d?absorbance apporte par l?ajout ce mme solvant d?hexadcane (4.5) une concentration de 1 pg/g. 4.7 Solutions mres Dans une fiole jauge de 100 mi, introduire 15 g de lubrifiant et complter au volume avec le solvant d?

27、extraction. Procder de la mme faon pour le produit de rfrence (4.2). 4.8 Solution de contrle Dans une fiole jauge de 25 ml, introduire 50 pI de solution mre d?huile et complter au volume avec le solvant d?extraction. AFNL NF T bO-Lq8 94 LO12372 0528273 Lb5 = NF T 60-198 -6- 4.9 Solution aqueuse de c

28、hlorure mercurique (HgCI,) 10 g/l NOTE : Ce produit est toxique. Prendre connaissance des fiches de scurit (voir annexe CI. 4.10 Solution aqueuse dacide chlorhydrique (HCI) 1 mol/l 4.1 1 Chlorure de sodium 4.12 Papier-filtre hydrophobe ne relarguant pas dhydrocarbures. 4.13 Sulfate de sodium anhydre

29、 AVERTISSEMENT : viter toute source de contamination par des produits possdant une absorption en infrarouge 2 930 cml f 20 cm-l ou 2 960 cm- t 20 cm“. En particulier, supprimer lemploi de graisse aux silicones pour rodage. 5 Appareillage Verrerie et appareillage courants de laboratoire ainsi que : 5

30、.1 Erlenmeyers de 500 ml col troit munis de bouchon rod 29/32. 5.2 Fioles jauges de 25 ml et de 100 ml. 5.3 Micropipettes ou seringues de 50 pl usage pour solvant. 5.4 Ampoules dcanter de 500 ml munies de bouchon rod 29/32. Toute la verrerie doit tre soigneusement lave laide du dtergent prconis, pui

31、s rince successivement leau du robinet, leau distille ou dsionise, et enfin avec le solvant dextraction. Elle est alors sche ltuve lexception de la verrerie jauge. Leau doit tre exempte de traces dhydrocarbures. NOTE : II est recommand de toujours utiliser les mmes Erlenmeyers pour les fioles dessai

32、 (6.1.2) et de rfrence striles (6.1.4). 5.5 Bouchon en ouate de cellulose ou en mousse synthtique (voir annexe Cl. 5.6 Bain ultrasons dune puissance denviron 140 W et de frquence 20 kHz. 5.7 Incubateur agitation mcanique orbitale (vitesse rotatoire 200 tr/min pour un diamtre de rotation de 10 cm) et

33、 muni dun systme de rgulation de temprature permettant de maintenir celle-ci 25 OC f 1 OC. 5.8 Spectrophotomtre infrarouge dispersif simple ou double faisceau ou spectrophotomtre transforme de Fourier (IRTF), en utilisant des cellules en quartz de trajet optique 10 mm. 5.9 Hotte aspirante. _ AFNL NF

34、 T bo-198 94 = 3032372 0528274 OT3 Fioles dessai Dure dincubation (jou rc) (pour une huile) O 3 21 3 -I- Fioles de rfrence striles Fioles tmoins Fioles dessai Fioles de striles rfrence (pour une huile) 2 - 3 2 3 2 - - 6 Mode opratoire NF T 60-198 6.1 Prparation des fioles Toute les prparations sont

35、faites dans des fioles de type Erlenmeyer (5.1 1. 6.1.1 Fioles tmoins Introduire 150 ml de milieu minral (4.1) et ensemencer avec 1 ml dinoculum (4.4). 6.1.2 Fioles dessai Introduire 150 ml de milieu minral (4.1), ajouter 50 pI de la solution mre du lubrifiant soumettre essai (4.7). Ensemencer avec

36、1 ml dinoculum (4.4). 6.1.3 Fioles de rfrence Les prparer comme les fioles dessai (6.1.2) en remplaant les 50 pl de solution mre du lubrifiant (4.7) par 50 pI de solution mre du produit de rfrence (4.7). 6.1.4 Fioles striles contenant le produit soumettre essai ou la substance de rfrence (4.2). Les

37、prparer comme en 6.1.2 et 6.1.3 mais sans les ensemencer, et en ajoutant 1 ml de solution de chlorure mercurique (4.9). 6.1.5 Pour chaque huile tudie, prparer un nombre minimal de fioles en sinspirant du tableau 1 Tableau 1 : Nombre minimal de fioles par essai 6.2 Incubation Boucher toutes les fiole

38、s (6.11, lexception de celles destines au dosage au temps zro, avec un bouchon (5.5) et les placer en incubation lobscurit, la temprature de 25 OC f 1 OC, sous agitation permanente dans lincubateur (5.7). Lextraction sur les fioles du temps zro doit tre faite dans lheure qui suit leur prparation. 6.

39、3 Extraction la fin de la priode dincubation, soumettre le contenu des fioles (6.1) aux ultrasons pendant environ 5 min. Ajouter 1 ml de solution aqueuse dacide chlorhydrique molaire (4.10) et 30 g de chlorure de sodium (4.1 1 ). Boucher et agiter les fioles jusqu dissolution. Introduire le contenu

40、de chacune des fioles (6.1) dans une ampoule dcanter de 500 ml (5.4). Ajouter exactement 25 ml de solvant dextraction (4.6) dans chaque fiole, boucher, agiter, et vider le solvant dans lampoule dcanter (5.4). Veiller viter toute vaporation de solvant. Agiter vigoureusement lampoule (environ cent ret

41、ournements) et laisser dcanter pendant environ 5 min. Soutirer la phase solvant sans Imulsion qui se trouve linterphase, la filtrer sur papier hydrophobe (4.12) ou sur sulfate de sodium (4.13) et lanalyser en spectrophotomtrie infrarouge (5.8). AFNL NF T b0-%98 94 W LOI12372 0528275 T38 NF T 60-198

42、-8- 6.4 Analyse en spectrophotomtrie infrarouge (les rsultats peuvent tre consigns dans un tableau conforme lannexe A). Doser les chantillons extraits en spectrophotomtrie infrarouge, par rapport au solvant, la longueur donde correspondant au maximum dabsorption des groupements CH, ou CH, soit 2 930

43、 cm- f 20 cm-l ou 2 960 cml k 20 cm-. Le faire dans les 2 h qui suivent le soutirage de la phase solvant, ou si cela nest pas possible, conserver les chantillons 4 OC, au maximum pendant 24 h. NOTE : II est important deffectuer toutes les mesures pour un essai la mme longueur donde, y compris pour l

44、e tmoin (cest-dire au maximum dabsorption observ pour les fioles du temps zro). 6.4.1 Mesurer labsorption en infrarouge des extraits des fioles tmoins. Elle doit tre infrieure labsorption dune solution dhexadcane la concentration de 5 pg/g. Calculer la valeur moyenne des fioles tmoins soit 1 (la val

45、eur limite des fioles tmoins ne doit pas dpasser 0,021. 6.4.2 Mesurer labsorption en infrarouge des solutions de contrle (4.8) soit Ac, pour les fioles de rfrence, et Ac. pour les fioles dessai. 6.4.3 Mesurer labsorption en infrarouge des fioles de rErence au temps O, en enlever A,. On obtient trois

46、 valeurs A2(,), A2(, A,(,). En faire la moyenne, soit A,. Vrifier que cette moyenne est comprise entre 95 % et 105 % de A, et que le coefficient de variation CV, (7.1) est infrieur 5 %. Sinon recommencer Iessa i. 6.4.4 Mesurer labsorption en infrarouge des extraits des fioles d-sa au temps O, en enl

47、ever 1. On obtient trois valeurs A3(,), A,(,), A,(,). En faire la moyenne, soit %. Vrifier que cette moyenne est comprise entre 95 % et 105 % de ACE et que le coefficient de variation CV, (7.1) est infrieur 5 %. Sinon recommencer lessai. 6.4.5 Mesurer labsorption en infrarouge des extraits des trois fioles de rfrence au temps 21 jours. En enlever A, soit B2(, 62(2) et BZ(3). 6.4.6 Mesurer labsorption en infrarouge des extraits des trois fioles dessai au temps 21 jours. En enlever A, soit B3(1p 632) et B,(,. 6.4.7 Mesurer lab-rption en infrarouge des extraits au temps 21 jours des de