DIN CEN TS 16137-2011 Plastics - Determination of bio-based carbon content German version CEN TS 16137 2011《塑料 生物基碳含量的测定 德文版本CEN TS 16137-2011》.pdf

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1、Juli 2011 Normenausschuss Kunststoffe (FNK) im DINPreisgruppe 14DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 83.080.01Zur Erstellung einer DIN SPEC knnen verschiedene Ve

2、rfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln einer Vornorm erstellt.!$j-l“1711073www.din.deDDIN CEN/TS 16137Kunststoffe Bestimmung des biobasierten Kohlenstoffgehalts;Deutsche Fassung CEN/TS 16137:2011Plastics Determination of bio-based carbon content;

3、German version CEN/TS 16137:2011Plastiques Dtermination de la teneur en carbone biosourc;Version allemande CEN/TS 16137:2011Alleinverkauf der Spezifikationen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 31 SeitenDIN SPEC 91236a DIN CEN/TS 16137 (SPEC 91236):2011-07 Nationales Vorwo

4、rt Eine DIN SPEC nach dem Vornorm-Verfahren ist das Ergebnis einer Normungsarbeit, das wegen bestimmter Vorbehalte zum Inhalt oder wegen des gegenber einer Norm abweichenden Aufstellungsverfahrens vom DIN noch nicht als Norm herausgegeben wird. Zur vorliegenden DIN SPEC wurde kein Entwurf verffentli

5、cht. Erfahrungen mit dieser DIN SPEC sind erbeten vorzugsweise als Datei per E-Mail an fnkdin.de in Form einer Tabelle. Die Vorlage dieser Tabelle kann im Internet unter http:/www.din.de/stellungnahme abgerufen werden; oder in Papierform an den Normenausschuss Kunststoffe (FNK) im DIN Deutsches Inst

6、itut fr Normung e. V., 10772 Berlin. Dieses Dokument (CEN/TS 16137:2011) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 249 Kunststoffe“ erarbeitet, dessen Sekretariat von NBN (Belgien) gehalten wird. Das zustndige nationale Gremium ist der Arbeitsausschuss NA 054-01-07-AA Bioabbaubare Kunststoffe“ im Normena

7、usschuss Kunststoffe (FNK). Fr die in diesem Dokument zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 5725-2 siehe DIN ISO 5725-2 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN ISO 5725-2, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von

8、 Messverfahren und Messergebnissen Teil 2: Grundlegende Methode fr Ermittlung der Wiederhol- und Vergleichprzision eines vereinheitlichten Mess-verfahrens 2 TECHNISCHE SPEZIFIKATION TECHNICAL SPECIFICATION SPCIFICATION TECHNIQUE CEN/TS 16137 April 2011 ICS 83.080.01 Deutsche Fassung Kunststoffe Best

9、immung des biobasierten Kohlenstoffgehalts Plastics Determination of bio-based carbon content Plastiques Dtermination de la teneur en carbone biosourc Diese Technische spezifikation (CEN/TS) wurde vom CEN am 20. Dezember 2010 als eine knftige Norm zur vorlufigen Anwendung angenommen. Die Gltigkeitsd

10、auer dieser CEN/TS ist zunchst auf drei Jahre begrenzt. Nach zwei Jahren werden die Mitglieder des CEN gebeten, ihre Stellungnahmen abzugeben, insbesondere ber die Frage, ob die CEN/TS in eine Europische Norm umgewandelt werden kann. Die CEN Mitglieder sind verpflichtet, das Vorhandensein dieser CEN

11、/TS in der gleichen Weise wie bei einer EN anzukndigen und die CEN/TS verfgbar zu machen. Es ist zulssig, entgegenstehende nationale Normen bis zur Entscheidung ber eine mgliche Umwandlung der CEN/TS in eine EN (parallel zur CEN/TS) beizubehalten. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute

12、 von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechisc

13、hen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. CEN/TS 16137:2011 DE U RO P I S

14、 C H E SKO M I T E EF RN O R M U N GEUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION C O M I T E U RO P E N D E N O R M A L I S AT I O NCEN/TS 16137:2011 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 4 Einleitung.5 1 Anwendungsbereich .6 2 Normative Verweisungen6 3 Begriffe .6 4 Symbole und Abkrzungen 8 4.1 Symbole 8 4.2 Abkrzu

15、ngen8 5 Kurzbeschreibung .9 6 Probenahme .9 7 Bestimmung des 14C-Gehalts10 7.1 Allgemeines10 7.2 Kurzbeschreibung .10 7.3 Verfahren fr die Umwandlung des in der Probe vorhandenen Kohlenstoffs in eine fr die 14C-Bestimmung geeignete Probe 10 7.4 Messungen .10 8 Berechnung des biobasierten Kohlenstoff

16、gehalts 11 8.1 Allgemeines11 8.2 Korrekturfaktoren 11 8.3 Berechnungsverfahren .12 9 Prfbericht15 Anhang A (normativ) Verfahren zur Umwandlung des in der Probe vorhandenen Kohlenstoffs in eine fr die 14C Bestimmung geeignete Probe 16 A.1 Allgemeines16 A.2 Reagenzien und Materialien .17 A.3 Verbrennu

17、ng der Probe in einer kalorimetrischen Bombe .17 A.4 Verbrennung der Probe in einem Bombenofen oder einem Labor-Verbrennungsgert18 A.5 Auflsen und LSC-Direktmessung am Polymer.18 Anhang B (normativ) Verfahren A Proportional-Szintillationszhler-Verfahren (PSM).19 B.1 Allgemeines19 B.2 Kurzbeschreibun

18、g .19 B.3 Reagenzien und Materialien .19 B.4 Gerte19 B.5 Durchfhrung.20 B.6 Berechnung der Ergebnisse.21 Anhang C (normativ) Verfahren B Beta-Ionisation (BI) 22 C.1 Allgemeines22 C.2 Kurzbeschreibung .22 C.3 Reagenzien und Materialien .22 C.4 Gerte23 C.5 Durchfhrung.23 C.6 Berechnung der Ergebnisse.

19、24 Anhang D (normativ) Verfahren C Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS).25 D.1 Allgemeines25 DIN CEN/TS 16137 (SPEC 91236):2011-07 CEN/TS 16137:2011 (D) 3 D.2 Kurzbeschreibung .25 D.3 Reagenzien und Materialien .25 D.4 Gerte .25 D.5 Durchfhrung.26 D.6 Berechnung der Ergebnisse 26 Literaturhinweis

20、e28 DIN CEN/TS 16137 (SPEC 91236):2011-07 Seite CEN/TS 16137:2011 (D) 4 Vorwort Dieses Dokument (CEN/TS 16137:2011) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 249 Kunststoffe“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom NBN gehalten wird. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments P

21、atentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Dieses Dokument wurde unter einem Mandat erarbeitet, das die Europische Kommission und die Europische Freihandelszone dem CEN erteilt haben. DIN CEN/TS 1613

22、7 (SPEC 91236):2011-07 CEN/TS 16137:2011 (D) 5 Einleitung In dieser Technischen Spezifikation wird das Berechnungsverfahren festgelegt, nach dem der Gehalt an biobasiertem Kohlenstoff in Monomeren, Polymeren, Kunststoffen und Produkten unter Anwendung des 14C-Verfahrens bestimmt wird. Das Berechnung

23、sverfahren unter Anwendung des 14C-Verfahrens beruht auf den bewhrten analytischen Verfahrensweisen, die zur Altersbestimmung kohlenstoffhaltiger Objekte angewendet werden. In der vorliegenden Technischen Spezifikation werden den Laboratorien, Herstellern, Lieferern und Kufern Referenzprfverfahren f

24、r biobasierte Polymermaterialien und Produkte vorgestellt. Die vorliegende Spezifikation kann auch fr Behrden und Prfstellen hilfreich sein. ANMERKUNG 1 Diese Technische Spezifikation basiert auf EN 15440 4, die vom Technischen Komitee CEN/TC 343 Feste Sekundrbrennstoffe“ erarbeitet wurde. ANMERKUNG

25、 2 Die in dieser Technischen Spezifikation festgelegten analytischen Verfahren sind mit den in ASTM D6866-10 9 beschriebenen Verfahren kompatibel. DIN CEN/TS 16137 (SPEC 91236):2011-07 CEN/TS 16137:2011 (D) 6 1 Anwendungsbereich In dieser Technischen Spezifikation wird das Berechnungsverfahren festg

26、elegt, nach dem der Gehalt an biobasiertem Kohlenstoff in Monomeren, Polymeren, Kunststoffen und Produkten unter Anwendung des 14C-Verfahrens bestimmt wird. Es werden auch drei Prfverfahren zur Bestimmung des 14C-Gehalts beschrieben, aus dem der biobasierte Kohlenstoffgehalt zu errechnen ist: Verfah

27、ren A: Proportional-Szintillationszhler-Verfahren (PSM); Verfahren B: Beta-Ionisation (BI); Verfahren C: Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS). Der biobasierte Kohlenstoffgehalt wird als Anteil der Probenmasse bezogen auf den Anteil des Gesamtkohlenstoffgehalts oder bezogen auf den Anteil des gesa

28、mten organisch gebundenen Kohlenstoff-gehalts angegeben. Dieses Berechnungsverfahren ist auf alle Polymere anwendbar, die organischen Kohlenstoff enthalten und auch auf Bioverbundwerkstoffe (Biocomposita). ANMERKUNG In dieser Technischen Spezifikation wird kein Verfahren fr die Berechnung des Biomas

29、seanteils einer Probe angegeben. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments

30、(einschlielich aller nderungen). CEN/TR 15932:2010, Kunststoffe Empfehlung fr die Terminologie und Charakterisierung von Biopoly-meren und Biokunststoffen 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach CEN/TR 15932:2010 sowie die folgenden Begriffe. 3.1 Gehalt an biobasiertem

31、Kohlenstoff Menge an Kohlenstoff in einer Probe mit rezenter Herkunft (d. h. aus neuerer Zeit stammend), nachgewiesen durch dessen Gehalt des 14C-Isotops 3.2 Biomassegehalt Massenanteil von biobasiertem Material (Biomasse) in einer Probe 3.3 organisches Material Material, das eine Verbindung auf Koh

32、lenstoffbasis enthlt, in der das Element Kohlenstoff an andere Kohlen-stoffatome, Wasserstoff, Sauerstoff oder andere Elemente in einer Ketten-, Ring- oder dreidimensionalen Struktur gebunden ist DIN CEN/TS 16137 (SPEC 91236):2011-07 CEN/TS 16137:2011 (D) 7 3.4 organischer Kohlenstoff Kohlenstoff au

33、s organischem Material 3.5 Isotopenhufigkeit Anteil der Atome eines bestimmten Isotops eines Elements 3.6 prozentualer Anteil an rezentem Kohlenstoff pmC (en: percentage modern carbon) Prozentwert des rezenten (modernen) Kohlenstoffs im Verhltnis zu dem NIST-Oxalsure-Standard-Referenzmaterial SRM 49

34、90b1)ANMERKUNG Der international allgemein anerkannte Bezugswert des Radiokarbonverfahrens betrgt 95 % der im Jahr 1950 vorhandenen Aktivitt dieser NBS-Oxalsure SRM 4990b. Im Jahr 2010 wurde der Wert von 100 % biogenem Kohlenstoff auf 105 pmC festgesetzt. 3.7 Laboratoriumsprobe Teilmenge einer Probe

35、, die fr Laborprfungen geeignet ist 3.8 Probe Menge eines Materials, die reprsentativ fr eine grere Menge ist, deren Eigenschaften zu bestimmen sind 3.9 Probenvorbereitung zum Erhalt von reprsentativen Analysenproben oder Prfmengen aus der Ausgangsprobe ausgefhrten Ttigkeiten 3.10 -Teilchen Elektron

36、, das beim radioaktiven Zerfall emittiert wird 3.11 Gesamtkohlenstoff TC (en: total carbon) Menge des in einer Probe vorhandenen Kohlenstoffs in Form von organischem, anorganischem und elemen-tarem Kohlenstoff EN 13137:2001 3.12 gesamter organischer Kohlenstoff TOC (en: total organic carbon) Menge K

37、ohlenstoff, die durch Verbrennung in Kohlenstoffdioxid umgewandelt und nicht durch Surebehand-lung als Kohlenstoffdioxid freigesetzt wird EN 13137:2001 1) National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, Maryland, USA. DIN CEN/TS 16137 (SPEC 91236):2011-07 CEN/TS 16137:2011 (D) 8 4 Symbo

38、le und Abkrzungen 4.1 Symbole C Symbol fr das Element Kohlenstoff 14C Kohlenstoffisotop mit einer Atommasse von 14 xTCAnteil des Gesamtkohlenstoffs, angegeben in Prozent der Masse der Probe xTOCAnteil des gesamten organischen Kohlenstoffs, angegeben in Prozent der Masse der Probe xBMassenanteil des

39、biobasierten Kohlenstoffs, angegeben in Prozent der Masse der Probe TCBx Anteil des biobasierten Kohlenstoffs am Gesamtkohlenstoffgehalt, angegeben in Prozent des Gesamtkohlenstoffgehalts TOCBx Anteil des biobasierten Kohlenstoffs am gesamten organischen Kohlenstoffgehalt, angegeben in Prozent des g

40、esamten organischen Kohlenstoffgehalts pmC(s) nach dem AMS-Verfahren fr die Probe gemessener Wert, angegeben in pmC REF Referenzwert fr 100 % biobasierten Kohlenstoff, bezogen auf die Herkunft des organischen Kohlenstoffs, angegeben in pmC m Masse einer Probe, angegeben in Gramm 4.2 Abkrzungen AMS B

41、eschleuniger-Massenspektrometrie (en: accelerator mass spectroscopy) BI Beta-Ionisation Bq Becquerel (Zerflle je Sekunde) cpm Zhlungen je Minute (en: counts per minute) CV Variationskoeffizient (en: coefficient of variation) dpm Zerflle je Minute (en: disintegrations per minute) GM Geiger-Mller-Zhlr

42、ohr LLD Untere Nachweisgrenze (en: lower limit of detection) LSC Flssig-Szintillationszhler oder Flssig-Szintillationszhlung (en: liquid scintillation-counter or liquid scintillation-counting) MOP 3-Methoxy-1-propylamin PE Polyethylen PLA Poly(lactidsure) pmC Prozentualer Anteil an rezentem Kohlenst

43、off PSM Proportional-Szintillationzhler-Verfahren (en: proportional scintillation-counter method) TC Gesamtkohlenstoff TOC Gesamter organisch gebundener Kohlenstoff DIN CEN/TS 16137 (SPEC 91236):2011-07 CEN/TS 16137:2011 (D) 9 5 Kurzbeschreibung Das in Chemikalien vorhandene Isotop 14C stammt aus re

44、zentem atmosphrischem Kohlenstoffdioxid. Wegen seines radioaktiven Zerfalls ist es so gut wie nicht in fossilen Produkten enthalten, die lter als 20 000 Jahre bis 30 000 Jahre sind. Der 14C-Anteil darf daher als Isotopenindikator fr Chemikalien angesehen werden, die in neuerer Zeit aus atmosphrische

45、m CO2und besonders aus in neuerer Zeit erzeugten Bioprodukten synthetisch gebildet werden. Die Bestimmung des Biomasseanteils beruht auf der Messung des 14C-Gehalts in biobasierten Polymeren, und damit lsst sich die Menge des Biomasse-Kohlenstoffs, die proportional zu diesem 14C-Gehalt ist, berechne

46、n. Aus der Datierung archologischer Objekte sind bereits Erfahrungen bei der 14C-Bestimmung und mit Referenzproben verfgbar, auf denen die drei in dieser Technischen Spezifikation beschriebenen Verfahren basieren: a) Verfahren A: Proportional-Szintillationszhler-Verfahren (PSM); b) Verfahren B: Beta

47、-Ionisation (BI); oder c) Verfahren C: Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS). ANMERKUNG Die Vorteile und Nachteile dieser Prfverfahren werden in Tabelle 1 aufgefhrt. Tabelle 1 Vorteile und Nachteile der Verfahren Verfahren Technisches Niveau Zustzliche Anforderungen Fr die Messung bentigte Dauer R

48、elative Standard-abweichung Kosten fr Gerte Verfahren A (PSM) Einfach Normales Laboratorium 4 h bis 12 h 2 % bis 10 % Niedrig Verfahren B (BI) Komplex Laboratorium mit geringem Hintergrund Gasreinigungseinheit 8 h bis 24 h 0,2 % bis 5 % Niedrig Verfahren C (AMS) Sehr komplex Groer Installations-aufwand Graphitumwandlungs-einrichtung 10 min bis 30 min 0,2 % bis 2 % Hoch 6 Probenahme Wenn