Help Print this page 

Document 32008R0440

Title and reference
Kommissionens förordning (EG) nr 440/2008 av den 30 maj 2008 om testmetoder enligt Europaparlamentets och rådets förordning (EG) nr 1907/2006 om registrering, utvärdering, godkännande och begränsning av kemikalier (Reach) (Text av betydelse för EES)

OJ L 142, 31.5.2008, p. 1–739 (BG, ES, CS, DA, DE, ET, EL, EN, FR, IT, LV, LT, HU, MT, NL, PL, PT, RO, SK, SL, FI, SV)
Special edition in Croatian: Chapter 13 Volume 033 P. 3 - 741

ELI: http://data.europa.eu/eli/reg/2008/440/oj
Multilingual display
Dates
  • Date of document: 30/05/2008
  • Date of effect: 01/06/2008; ikraftträdande off.gör.dag + 1 se art. 4
  • Date of end of validity: 31/12/9999
Miscellaneous information
  • Author: Europeiska kommissionen
  • Form: Förordning
  • Additional information: av betydelse för EES
Relationship between documents
Text

31.5.2008   

SV

Europeiska unionens officiella tidning

L 142/1


KOMMISSIONENS FÖRORDNING (EG) nr 440/2008

av den 30 maj 2008

om testmetoder enligt Europaparlamentets och rådets förordning (EG) nr 1907/2006 om registrering, utvärdering, godkännande och begränsning av kemikalier (Reach)

(Text av betydelse för EES)

EUROPEISKA GEMENSKAPERNAS KOMMISSION HAR ANTAGIT DENNA FÖRORDNING

med beaktande av fördraget om upprättandet av Europeiska gemenskapen,

med beaktande av Europaparlamentets och rådets förordning nr 1907/2006 av den 18 december 2006 om registrering, utvärdering, godkännande och begränsning av kemikalier (Reach), inrättande av en europeisk kemikaliemyndighet, ändring av direktiv 1999/45/EG och upphävande av rådets förordning (EEG) nr 793/93 och kommissionens förordning (EG) nr 1488/94 samt rådets direktiv 76/769/EEG och kommissionens direktiv 91/155/EEG, 93/67/EEG, 93/105/EG och 2000/21/EG (1), särskilt artikel 13.3, och

av följande skäl:

(1)

Enligt förordning (EG) nr 1907/2006 ska testmetoder antas på gemenskapsnivå för ämnestestsyften om sådana tester krävs för att generera information om ämnenas inneboende egenskaper.

(2)

I bilaga V till rådets direktiv 67/548/EEG av den 27 juni 1967 om tillnärmning av lagar och andra författningar om klassificering, förpackning och märkning av farliga ämnen (2) fastställs metoder för ämnens och preparats (beredningars) fysikalisk-kemikaliska egenskaper, toxicitet och ekotoxicitet. Bilaga V till direktiv 67/548/EEG har upphävts genom direktiv 2006/121/EG, med verkan från och med den 1 juni 2008.

(3)

De testmetoder som ingår i bilaga V till direktiv 67/548/EEG bör tas med i denna förordning.

(4)

Denna förordning hindrar inte användning av andra testmetoder, förutsatt att användningen av dessa är i enlighet med artikel 13(3) i förordning (EG) nr 1907/2006.

(5)

Principerna för att ersätta, minska och förbättra användningen av djur i provningsförfaranden bör till fullo beaktas när testmetoder utarbetas, särskilt när lämpliga validerade metoder för att ersätta, minska eller förbättra djurförsök blir tillgängliga.

(6)

De åtgärder som föreskrivs i denna förordning är förenliga med yttrandet från den kommitté som inrättats genom artikel 133 i förordning (EG) nr 1907/2006.

HÄRIGENOM FÖRESKRIVS FÖLJANDE.

Artikel 1

De testmetoder som ska tillämpas för de syften som avses i förordning (EG) nr 1907/2006 fastställs i bilagan till denna förordning.

Artikel 2

Kommissionen ska där så är lämpligt se över de testmetoder som ingår i denna förordning i syfte att ersätta, minska eller förfina testning på ryggradsdjur.

Artikel 3

Hänvisningar till bilaga V till direktiv 67/548/EEG ska läsas som hänvisningar till denna förordning.

Artikel 4

Denna förordning träder i kraft dagen efter det att den har offentliggjorts i Europeiska unionens officiella tidning.

Den ska tillämpas från och med den 1 juni 2008.

Utfärdad i Bryssel den 30 maj 2008.

På kommissionens vägnar

Stavros DIMAS

Ledamot av kommissionen


(1)  EUT L 396, 30.12.2006, s. 1. Rättad i EUT L 136, 29.5.2007, s. 3.

(2)  EGT  196, 16.8.1967, s. 1. Direktivet senast ändrat genom Europaparlamentets och rådets direktiv 2006/121/EG (EUT L 396, 30.12.2006, s. 850. Rättat i EUT L 136, 29.5.2007, s. 281) – uppdateras med lämpliga referenser så snart den 30:e anpassningen offentliggjorts.


BILAGA

DEL A: METODER FÖR BESTÄMNING AV FYSIKALISK-KEMISKA EGENSKAPER

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

A.1

SMÄLT-/FRYSPUNKT

A.2

KOKPUNKT

A.3

RELATIV DENSITET

A.4

ÅNGTRYCK

A.5

YTSPÄNNING

A.6

VATTENLÖSLIGHET

A.8

FÖRDELNINGSKOEFFICIENT

A.9

FLAMPUNKT

A.10

ANTÄNDLIGHET (FASTA ÄMNEN)

A.11

ANTÄNDLIGHET (GASER)

A.12

ANTÄNDLIGHET (KONTAKT MED VATTEN)

A.13

PYROFORISKA EGENSKAPER HOS FASTA OCH FLYTANDE ÄMNEN

A.14

EXPLOSIVA GASER

A.15

SJALVANTÄNDNINGSTEMPERATUR (VÄTSKOR OCH GASER)

A.16

RELATIV SJALVANTÄNDNINGSTEMPERATUR (FASTA ÄMNEN)

A.17

OXIDERANDE EGENSKAPER (FASTA ÄMNEN)

A.18

MOLEKYLÄR MEDEL VIKT OCH MOLEKYLÄR VIKTFÖRDELNING AV POLYMERER

A.19

INNEHÅLL AV LÅGMOLEKYLVIKTSPOLYMERER

A.20

POLYMERERS BETEENDE I VATTEN VID LÖSNING/EXTRAKTION

A.21

OXIDERANDE EGENSKAPER (VÄTSKOR)

A.1   SMÄLT-/FRYSPUNKT

1.   METOD

De flesta av de beskrivna metoderna är baserade på OECD:s riktlinjer för undersökning av kemikalier (se hänvisning 1). Grundprinciperna anges i hänvisningarna 2 och 3.

1.1   INLEDNING

De beskrivna metoderna och apparaterna kan användas för bestämning av ämnens smältpunkt, utan någon begränsning beträffande deras renhetsgrad.

Valet av metod beror på arten av det ämne som ska undersökas. Det är följaktligen avgörande om ämnet lätt, med svårighet eller inte alls kan pulvriseras.

För vissa ämnen är det mer ändamålsenligt att bestämma frys- eller stelningspunkten, och i denna metod inbegrips standarder för sådana bestämningar.

Om det till följd av ämnets särskilda egenskaper inte går att korrekt bestämma ovan nämnda parametrar kan det vara ändamålsenligt att bestämma den lägsta flytpunkten.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Smältpunkten definieras som den temperatur vid vilken fasövergången från fast till flytande tillstånd sker vid normalt atmosfäriskt tryck, och denna temperatur motsvarar idealt fryspunkten.

Eftersom fasövergången för många ämnen sker under ett punktintervall beskrivs den ofta som smäkintervallet.

Omvandling av enheter (K till oC):

t = T – 273,15

t

:

temperaturen i grader Celsius ( oC)

T

:

termodynamiska temperaturen Kelvin (K)

1.3   REFERENSÄMNEN

Man behöver inte använda referensämnen varje gång ett nytt ämne ska undersökas. Referensämnen ska först och främst användas för att då och då kontrollera metoden och för jämförelse med resultat som uppnåtts med andra metoder.

Vissa referensämnen anges i hänvisningarna (se hänvisning 4).

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Temperaturen (temperarurintervallet) för fasövergången från fast till flytande tillstånd eller från flytande till fast tillstånd bestäms. I praktiken bestäms temperaturen vid begynnande smältning/frysning och vid slutlig smältning/frysning under uppvärmning/avkylning av ett prov av testämnet vid atmosfäriskt tryck. Fem typer av metoder beskrivs, nämligen kapillärmetoder, varmebordsmetoder, fryspunktsbestämning, metoder för termisk analys och bestämning av lägsta flytpunkt (utvecklad för petroleumoljor).

I vissa fall kan det vara praktiskt att mäta fryspunkten i stället för smältpunkten.

1.4.1   Kapillärmetoder

1.4.1.1   Smältpunktsanordningar med vätskebad

Ett kapillärrör fylls med en liten, tätt packad mängd av det finmalda ämnet. Röret uppvärms tillsammans med en termometer och temperaturstegringen ställs in till mindre än ca 1 K/min under själva smältningen. Temperaturen vid begynnande och slutlig smältning bestäms.

1.4.1.2   Srnältpunktsanordningar med metallblock

Enligt beskrivningen under 1.4.1.1, bortsett från att kapillärröret och termometern är placerade i ett uppvärmt metallblock och kan iakttas genom hål i blocket.

1.4.1.3   Bestämmng med fotocell

Provet i kapillärröret uppvärms automatiskt i en metallcylinder. En ljusstråle riktas genom ämnet via ett hål i cylindern på en exakt inställd fotocell. Vid smältningen ändras de flesta ämnens optiska egenskaper från ogenomskinligt till genomskinligt. Ljusstyrkan som når fotocellen ökar, varvid en stoppsignal sänds till en digital indikator som visar temperaturen hos en platinamotståndstermometer som är placerad i värmekammaren. Denna metod kan inte användas för vissa starkt färgade ämnen.

1.4.2   Värmebord

1.4.2.1   Koflers värmebänk

Koflers värmebänk består av två elektriskt uppvärmda metallstycken med olika värmeledningsförmåga och är så utformad att dess temperaturgradient i längdriktningen nästan är linjär. Värmebänkens temperaturområde kan spänna från 283 K till 543 K och är försedd med en särskild anordning för temperaturavläsning som består av en löpare med visare och en flagga, och som är särskilt utformad för den aktuella bänken. Smältpunkten bestäms genom att det aktuella ämnet läggs i ett tunt lager direkt på värmebänkens ovansida. Efter några sekunder utvecklas en skarp skiljelinje mellan den flytande och den fasta fasen. Skiljelinjens temperatur avläses genom att visaren ställs in på linjen.

1.4.2.2   Smältmikroskop

Flera värmebord med mikroskop används vid bestämning av smältpunkten på mycket små provmängder. I de flesta värmeborden mäts temperaturen med ett känsligt termoelement, men ibland används även kvicksilvertermometrar. En typisk smältpunktsanordning, bestående av värmebord med mikroskop, är utrustad med en värmekammare som innehåller en metallplatta på vilken proven placeras på ett objektglas. I mitten av metallplattan finns ett hål genom vilket ljus kan sändas från mikroskopets belysningsspegel. När anordningen används är kammaren stängd med en glasplatta för att förhindra tillträde av luft till provet.

Uppvärmningen av provet regleras med en reostat. Om det krävs mycket exakta mätningar kan polariserat ljus användas för optiskt anisotropa ämnen.

1.4.2.3   Meniskmetoden

Denna metod används endast för polyamiden

Den temperatur vid vilken en silikonoljemenisk, som är innesluten mellan ett värmebord och ett täckglas som vilar på polyamidprovämnet, förskjuts iakttas visuellt.

1.4.3   Metod för bestämning av fryspunkt

Provet placeras i ett särskilt provrör och sätts i en apparat för bestämning av fryspunkten. Provet avkyls under försiktig och oavbruten omrörning och temperaturen mäts med passande mellanrum. När temperaturen är konstant vid flera avläsningar registreras denna temperatur (korrigerad för termometerfel) som fryspunkten.

Underkylning ska undvikas genom att man upprättar jämvikt mellan den fasta fasen och vätskefasen.

1.4.4   Termisk analys

1.4.4.1   Differentiell termisk analys (DTA)

Genom denna metod registreras temperaturskillnaden mellan ämnet och ett referensämne som en funktion av temperaturen medan ämnet och referensämnet utsätts för samma kontrollerade temperaturprogram. En fasövergång i provet som åtföljs av en entalpiändring visar sig genom en endoterm (smältning) eller exoterm (frysning) avvikelse från den registrerade baslinjen.

1.4.4.2   Differentiell scanningkalorimetri (DSC)

Genom denna metod registreras skillnaden i den energimängd som tillförs ett ämne och ett referensmaterial som en funktion av temperaturen medan ämnet och referensämnet utsätts för samma kontrollerade temperaturprogram. Denna skillnad motsvarar den energi som är nödvändig för att upprätthålla en temperaturskillnad på noll mellan ämnet och referensmaterialet. En fasövergång i provet ledsagad av en entalpiändring visar sig genom en endoterm (smältning) eller exoterm (frysning) avvikelse från den registrerade baslinjen.

1.4.5   Flytpunkt

Denna metod har utvecklats för petroleumoljor och är lämplig för oljeaktiga ämnen med låg smältpunkt.

Efter att provet först har värmts upp kyls det ned med en bestämd hastighet, och dess flytegenskaper undersöks med 3K:s mellanrum. Den lägsta temperaturen vid vilken rörelse av ämnet kan iakttas registreras som flytpunkten.

1.5   KVALITETSKRITERIER

I följande tabell anges de olika metodernas lämplighet och noggrannhet vid bestämning av smältpunkt/smältpunktsintervall.

TABELL: METODERNAS LÄMPLIGHET

A.   Kapillärmetoder

Mätmetod

Ämnen som kan pulvriseras

Ämnen som inte lätt pulvriseras

Temperatur område

Uppskattad exakthet (1)

Befintlig standard

Smältpunktsanordning med vätskebad

ja

några få

273 till 573 K

±0,3 K

JIS K 0064

Smältpunkts-anordning med metallblock

ja

några få

293 till >573K

±0,5 K

ISO 1218 (E)

Bestämning med fotocell

ja

flera med hjälp av särskild utrustning

253 till 573 K

±0,5 K

 


B.   Värmebord och frysmetoder

Mätmetod

Ämnen som kan pulvriseras

Ämnen som inte latt pulvriseras

Temperaturområde

Uppskattad exakthet (2)

Befintlig standard

Koflers värmebank

ja

nej

283 till > 573 K

±1,0 K

ANSI/ASTM D 3451-76

Smältmikroskop

ja

några få

273 till > 573 K

±0,5 K

DIN 53736

Meniskmetod

nej

endast för polyamider

293 till > 573 K

±0,5 K

ISO 1218 (E)

Fryspunkt-metoder

ja

ja

223 till 573 K

±0,5 K

t.ex. BS 4695


C.   Termisk analys

Mätmetod

Ämnen som kan pulvriseras

Ämnen som inte lätt pulvriseras

Temperaturområde

Uppskattad cxakthet (3)

Befintlig standard

Differentiell termisk analys

ja

nej

173 till 1 273 K

upp till 600 K ±0,5 K upp till 1 273 K ±2,0 K

ASTM E 537-76

Differentiell kalorimetri

ja

ja

173 till 1 273 K

upp till 600 K ±0,5 K upp till 1 273 K ±2,0 K

ASTM E 537-76


D.   Flytpunkt

Matmetod

Ämnen som kan pulvriseras

Ämnen som inte lätt pulvriseras

Temperaturområde

Uppskattad exakthet (4)

Befintlig standard

Flytpunkt

för petroleum- oljor och oljeaktiga ämnen

för petroleum- oljor och oljeaktiga ämnen

223 till 323 K

±3,0 K

ASTM D 97-66

1.6   METODBESKRIVNING

Tillvägagångssättet för nästan alla testmetoderna beskrivs i internationella och nationella standarder (se tillägg 1).

1.6.1   Kapillärrörsmetoder

Fint pulvriserade ämnen uppvisar vid långsam uppvärmning vanligtvis ett smältningsförlopp enligt figur 1.

Figur 1

Image

Vid bestämning av smältpunkten antecknas temperaturerna vid begynnande och slutlig smältning.

1.6.1.1   Smältpunktsanordningar med vätskebad

Figur 2 visar ett exempel på en standardiserad smältpunktsapparat (JIS K 0064) av glas. Alla mått är angivna i mm.

Figur 2

Image

Badvätska:

En lämplig vätska väljs. Valet beror på den smältpunkt som ska bestämmas, t.ex. paraffinolja för smältpunkter upp till 473 K och silikonolja för smältpunkter upp till 573 K.

För smältpunkter över 523 K kan en blandning bestående av 3 delar svavelsyra och 2 delar kaliumsulfat (viktförhållande) användas. Vid användning av denna blandning ska lämpliga försiktighetsåtgärder vidtas.

Termometer:

Endast termometrar som uppfyller kraven i följande eller likvärdiga standarder bör användas:

ASTM E 1-71, DIN 12770, JIS K 8001.

Förfarande:

Det torra ämnet pulvriseras fint i en mortel och fylls i kapillärröret, som är tillslutet i den ena änden, till en höjd av ungefär 3 mm efter tät packning. För att få ett jämnt packat prov låter man kapillärröret falla från en höjd av ungefär 700 mm genom ett lodrätt glasrör ned på ett urglas.

Det fyllda kapillärröret placeras i badet så att den mittersta delen av termometerns kvicksilverkula berör den del av kapillärröret där provet finns. Normalt placeras kapillärröret i apparaten när badets temperatur är ungefär 10 K under smältpunkten.

Badvätskan uppvärms med en temperaturstegring av ungefar 3 K/min under omrörning av vätskan. När temperaturen är ungefär 10 K under den förväntade smältpunkten ställs temperaturstegringen in till högst 1 K/min.

Beräkning:

Smältpunkten beräknas enligt följande:

T-TD+0,00016(TD – TE)n

där:

T

=

korrigerad smältpunkt i K

TD

=

temperaturavläsning av termometer D i K

TE

=

temperaturavläsning av termometer E i K

n

=

antal gradindelningar av den utstående delen av termometer D:s kvicksilverpelare.

1.6.1.2   Smältpunktsanordning med metallblock

Apparatur:

Denna består av

ett cylindriskt metallblock, vars översta del är ihålig och bildar en kammare (se figur 3),

en metallpropp med två eller flera hål som gör det möjligt att föra in rör i metallblocket,

ett uppvärmningssystem för metallblocket, t.ex. i form av ett elektriskt motstånd inneslutet i blocket,

en reostat för reglering av energitillförseln, om elektrisk uppvärmning används,

fyra fönster av värmebeständigt glas på kammarens sidovägg, placerade diametralt och vinkelrätt mot varandra. Framför ett av dessa fönster finns en lupp monterad för iakttagelse av kapillärröret. De tre andra fönstren används för att belysa kammarens insida med hjälp av lampor,

ett kapillärrör av värmebeständigt glas, tillslutet i ena änden (se 1.6.1.1).

Termometer:

Se standarderna i punkt 1.6.1.1. Även termoelektriska instrument med jämförbar noggrannhet kan användas.

Figur 3

Image

1.6.1.3   Bestämning med fotocell

Apparatur och förfarande:

Apparaturen består av en metallkammare med ett automatiskt uppvärmningssystem. Tre kapillärrör fylls enligt 1.6.1.1 och placeras i ugnen.

Flera linjära temperaturstegringar kan användas för att kalibrera apparaturen och lämplig temperaturstegring justeras elektriskt med en förvald konstant och linjär hastighet. Skrivare visar den faktiska ugnstemperaturen och temperaturen för ämnet i kapillärrören.

1.6.2   Värmebord

1.6.2.1   Koflers värmebänk

Se tillägg.

1.6.2.2   Smältmikroskop

Se tillägg.

1.6.2.3   Meniskmetoden (polyamider)

Se tillägg.

Uppvärmningshastigheten vid smältpunkten ska vara lägre än 1 K/min.

1.6.3   Metoder för bestämning av fryspunkt

Se tillägg.

1.6.4   Termisk analys

1.6.4.1   Differentiell termisk analys

Se tillägg.

1.6.4.2   Differentiell scanningkalorimetri

Se tillägg.

1.6.5   Bestämning av flytpunkt

Se tillägg.

2.   DATA

I vissa fall är termometerkorrektion nödvändigt.

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska, om möjligt, innehålla följande uppgifter:

Använd testmetod.

Noggrann beskrivning av substansen (beteckning och orenheter) och eventuella inledande reningsåtgärder.

Den uppskattade noggrannheten.

Som smältpunkt anges medelvärdet av minst två mätningar, som ligger inom gränserna för den uppskattade noggrannheten (se tabellerna).

Om skillnaden mellan temperaturen vid begynnande och slutlig smältning ligger inom gränsvardena för metodens noggrannhet, anges temperaturen vid den slutliga smältningen som smältpunkten. I motsatt fall anges båda temperaturerna.

Om ämnet upplöses eller sublimeras innan smältpunkten nås anges den temperatur där detta fenomen iakttas.

Alla uppgifter och upplysningar av betydelse för tolkningen av resultaten måste anges, i synnerhet vad gäller orenheter och ämnets fysiska tillstånd.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

OECD, Paris, ”Test Guideline 102”, rådets beslut K(81) 30 slutligt, 1981.

2.

IUPAC, B. Le Neindre, B. Vodar, eds, ”Experimental thermodynamics”, Butterworths, London1975, vol. II, 803–834.

3.

R. Weissberg ed., ”Technique of organic Chemistry, Physical Methods of Organic Chemistry”, 3rd ed., Interscience Publ., New York, 1959,, vol. I del I kapitel VII.

4.

IUPAC, ”Physiochemical measurements: Catalogue of reference materials from national laboratories, Pure and applied chemistry”, vol. 48, 1976, 505–515.

Tillägg

Kompletterande tekniska upplysningar finns i följande standarder:

1.   Kapillärmetoder

1.1   Smältpunktsanordningar med vätskebad

ASTM E 324-69

Standard test method for relative initial and final melting points and the melting range of organic chemicals

BS 4634

Method for determination of melting point and/or melting range

DIN 53181

Bestimmung des Schmelzintervalles von Harzen nach Kapillarverfahren

JIS K 00-64

Testing methods for melting point of chemical products

1.2   Smältpunktsanordningar med metallblock

DIN 53736

Visuelle Bestimmung der Schmelztemperatur von teilkristallinen Kunststoffen

ISO 1218 (E)

Plastics – polyamides – determination of ”melting point”

2.   Värmebord

2.1   Koflers värmebänk

ANSI/ASTM D 3451

76 Standard recommended practices for testing polymeric powder coatings

2.2   Smältmikroskop

DIN 53736

Visuelle Bestimmung der Schmelztemperatur von teilkristallinen Kunststoffen

2.3   Meniskmetoden (polyamider)

ISO 1218 (E)

Plastics – polyamides – determination of ”melting point”

ANSI/ASTM D 2133-66

Standard specification for acetal resin injection moulding and extrusion materials

NF T 51-050

Résines de polyamides. Determination du ”point de fusion” Methode du ménisque

3.   Metoder för bestämning av fryspunkt

BS 4633

Method for the determination of crystallizing point

BS 4695

Method for Determination of Melting Point of petroleum wax (Cooling Curve)

DIN 51421

Bestimmung des Gefrierpunktes von Flugkraftstoffen, Ottokraftstoffen und Motorenbenzolen

ISO 2207

Cires de pétrole: détermination de la température de figeage

DIN 53175

Bestimmung des Erstarrungspunktes von Fettsäuren

NF T 60-114

Point de fusion des paraffines

NF T 20-051

Méthode de détermination du point de cristallisation (point de congélation)

ISO 1392

Method for the determination of the freezing point

4.   Termisk analys

4.1   Differentiell termisk analys

ASTM E 537-76

Standard method for asseying the thermal stability of chemicals by methods of differential thermal analysis

ASTM E 473-85

Standard definitions of terms relating to thermal analysis

ASTM E 472-86

Standard practice for reporting thermoanalytical data

DIN 51005

Thermisches Analyse, Begriffe

4.2   Differentiell scanningkalorimetri

ASTM E 537-76

Standard method for asseying the thermal stability of chemicals by methods of differential thermal analysis

ASTM E 473-85

Standard definitions of terms relating to thermal analysis

ASTM E 472-86

Standard practice for reporting thermoanalytical data

DIN 51005

Thermisches Analyse, Begriffe

5.   Bestämning av flytpunkt

NBN 52014

Echantillonnage et analyse des produits du pétrole: Point de trouble et point d'écoulement limite – Monsterneming en ontleding van aardolieproducten: Troebelingspunt en vloeipunt

ASTM D 97-66

Standard test method for pour point of petroleum oils

ISO 3016

Petroleum oils – Determination of pour point.

A.2   KOKPUNKT

1.   METOD

De flesta av de beskrivna metoderna är baserade på OECD:s riktlinjer för undersökning av kemikalier (se hänvisning 1). Grundprinciperna anges i hänvisningarna 2 och 3.

1.1.   INLEDNING

De metoder och anordningar som beskrivs här kan användas för alla vätskor och ämnen med låg smältpunkt, förutsatt att det inte inträffar någon kemisk reaktion under kokpunkten (t.ex. autooxidation, omordning, nedbrytning). Metoderna kan användas för alla vätskor, oavsett renhetsgrad.

De metoder där man använder bestämning med fotocell och de som är baserade på termisk analys framhävs särskilt eftersom de kan användas för bestämning av både smält- och kokpunkter. Dessutom kan dessa mätningar utföras automatiskt.

Den ”dynamiska metoden” har den fördelen att den också kan användas för bestämning av ångtryck, och det är inte nödvändigt att korrigera kokpunkten till standardtryck (101,325 kPa) eftersom standardtrycket kan ställas in med en manostat under mätningen.

Anmärkningar:

Orenheters inflytande på kokpunktsbestämningen beror i hög grad på arten av orenhet. Om provet innehåller flyktiga orenheter, som kan påverka resultaten, kan ämnet eventuellt lenas.

1.2.   DEFINITIONER OCH ENHETER

Standardkokpunkten definieras som den temperatur vid vilken en vätskas ångtryck är 101,325 kPa.

Om kokpunkten inte mäts vid normalt atmosfäriskt tryck kan ångtryckets beroende av temperaturen beskrivas genom Clausius-Clapeyrons ekvation:

Formula

där:

p

=

ämnets ångtryck i pascal

A Hv

=

ämnets förångningsvärme i J mol-1

R

=

den universella gaskonstanten = 8,314 J mol-1 K-1

T

=

termodynamisk temperatur i K

Kokpunkten anges i förhållande till det aktuella trycket under mätningen.

Omvandling

Tryck (enhet: kPa)

100 kPa

=

bar = 0,1 MPa

(enheten ”bar” är fortfarande tillåten men rekommenderas inte).

133 Pa

=

1 mm Hg = 1 Torr

(enheterna ”mm Hg” och ”Torr” är inte tillåtna).

1 atm

=

standardatmosfär = 101 325 Pa

(enheten ”atm” är inte tillåten).

Temperatur (enhet: K)

t = T – 273,15

t

:

temperatur i grader Celsius ( oC)

T

:

termodynamisk temperatur i kelvin (K)

1.3   REFERENSÄMNEN

Man behöver inte använda referensämnen varje gång ett nytt ämne ska undersökas. Referensämnen ska först och främst användas för att då och då kontrollera metoden och för jämförelse med resultat som uppnåtts med andra metoder.

I de metoder som anges i tillägget anges vissa referensämnen.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Det finns fem metoder för bestämning av kokpunkten (kokpunktsintervallet) som är baserade på mätning av den temperatur vid vilken proven kokar, och två metoder som är baserade på termisk analys.

1.4.1   Bestämning med hjälp av ebulliometer

Ebulliometern utvecklades ursprungligen för molekylviktsbestämning via kokpunktshöjningar, men de lämpar sig även för exakt bestämning av kokpunkter. En mycket enkel apparat beskrivs i ASTM D 1120-72 (se tillägg). I denna apparat uppvärms vätskan under jämviktsbetingelser i atmosfäriskt tryck tills den kokar.

1.4.2   Dynamisk metod

Genom denna metod mäts ångans förtätningstemperatur med hjälp av en lämplig termometer i återloppet vid kokning. Med denna metod kan trycket varieras.

1.4.3   Destillationsmetod för bestämning av kokpunkt

Genom denna metod destilleras vätskan, och ångans förtätningstemperatur och destillatmängden mäts.

1.4.4   Siwoloboffs metod

Ett prov uppvärms i ett provrör som är nedsänkt i vätska i ett värmebad. Ett sammangjutet kapillärrör med en luftbubbla i den nedre änden sänks ned i provröret.

1.4.5   Bestämning med fotocell

Vid användning av Siwoloboffs princip sker automatisk fotoelektrisk mätning av uppstigande bubblor.

1.4.6   Differentiell termisk analys

Genom denna metod registrerar temperaturskillnaden mellan ämnet och ett referensämne som en funktion av temperaturen medan ämnet och referensämnet utsätts för samma kontrollerade temperaturprogram. En fasöver-gång i provet som åtföljs av en entalpiändring visar sig genom en endoterm (smältning) eller exoterm (frysning) avvikelse från den registrerade baslinjen.

1.4.7   Differentiell scanningkalorimetri

Genom denna metod registreras skillnaden i den energimängd som tillförs ett ämne och ett referensmaterial som en funktion av temperaturen medan ämnet och referensämnet utsätts för samma kontrollerade temperaturprogram. Denna skillnad motsvarar den energi som är nödvändig för att upprätthålla en temperaturskillnad på noll mellan ämnet och referensmaterialet. En fasövergång i provet som åtföljs av en entalpiändring visar sig genom en endoterm (smältning) eller exoterm (frysning) avvikelse från den registrerade baslinjen.

1.5   KVALITETSKRITERIER

I tabell 1 anges de olika metodernas lämplighet och noggrannhet vid bestämning av kokpunkt/kokpunktsintervall.

Tabell 1

Jämförelse av metoderna

Mätmetod

Uppskattad noggrannhet

Befintliga standarder

Ebulliometer

±1,4 K (upp till 373 K) (5)  (6)

±2,5 K (upp till 600 K) (5)  (6)

ASTM D 1120-72 (5)

Dynamisk metod

±0,5 K (upp till 600 K) (6)

 

Destillationsprocess (kokpunktsintervall)

±0,5 K (upp till 600 K)

ISO/R 918, DIN 53171, BS 4591/71

Siwoloboffs metod

± 2 K (upp till 600 K) (6)

 

Bestämning med fotocell

±0,3 K (vid 373 K) (6)

 

Differentiell termisk kalorimetri

±0,5 K (upp till 600 K)

±2,0 K (upp till 1 273 K)

ASTM E 537-76

Differentiell scanningkalorimetn

±0,5 K (upp till 600 K)

±2,0 K (upp till 1 273 K)

ASTM E 537-76

1.6   METODBESKRIVNING

Tillvägagångssättet för vissa metoder beskrivs i internationella och nationella standarder (se tillägg).

1.6.1   Ebulliometer

Se tillägg.

1.6.2   Dynamisk metod

Se testmetod A.4 för bestämning av ångtrycket.

Den kokpunkt, som iakttas vid ett tryck av 101,325 kPa, antecknas.

1.6.3   Destillationsförlopp (kokpunktsintervall)

Se tillägg.

1.6.4   Siwoloboffs metod

Provet uppvärms i en smältpunktsapparat i ett provrör med en diameter på ungefär 5 mm (se figur 1).

Figur 1 visar en typ av en standardiserad smält- och kokpunktsapparat (JIS K 0064) (gjord av glas, alla mått i mm).

Figur 1

Image

Ett kapillärrör, som är tillslutet ungefär 1 cm ovanför den nedre änden, placeras i provröret. Provet fylls så högt upp att den tillslutna delen av kapillärröret befinner sig under vattenytan. Provröret med kapillärröret fästs vid termometern med ett gummiband eller med ett stöd från sidan (se figur 2).

Figur 2

Siwoloboffs princip

Figur 3

Modifierad princip

Image

Image

Badvätskan väljs med hänsyn till kokpunkten. Vid temperaturer upp till 573 K kan silikonolja användas. Paraf-finolja kan endast användas upp till 473 K. Uppvärmningen av badvätskan ska i början regleras till en temperaturstegring av 3 K/min, under omrörning. Vid ungefär 10 K under den förväntade kokpunkten sänks värmetillförseln så att temperaturstegringen blir mindre än 1 K/min. När temperaturen närmar sig kokpunkten börjar bubblor strömma ut från kapillärröret.

Kokpunkten är den temperatur då bubbelströmmen under en kortvarig temperaturminskning upphör och vätskan börjar stiga upp i kapillärröret. Termometeravläsningen visar ämnets kokpunkt.

I den modifierade principen (se figur 3) bestäms kokpunkten i ett kapillärrör avsett för smältpunktsbestämning. Det sträcks till en finspetsig tråd, ungefär 2 cm lång (a), och en liten provmängd sugs upp. Den öppna änden av det fina kapillärröret tillsluts genom smältning på så vis att en liten luftbubbla blir kvar i änden. Vid uppvärmning i smältpunktsapparaten (b) utvidgar sig luftbubblan. Kokpunkten är den temperatur vid vilken ämnesproppen når upp till ytan av badvätskan.

1.6.5   Bestämning med fotocell

Provet uppvärms i ett kapillärrör i ett uppvärmt metallblock.

En ljusstråle riktas via lämpliga hål i blocket genom ämnet mot en exakt inställd fotocell.

Medan provets temperatur stiger utvecklas enstaka luftbubblor från kapillärröret. När kokpunkten är nådd ökar antalet bubblor kraftigt. Detta leder till att styrkan ändras på det ljus som är riktat mot fotocellen och en stoppsignal sänds till en indikator som visar temperaturen på en motståndstermometer av platina som är placerad i blocket.

Denna metod är särskilt användbar eftersom den kan användas för bestämningar under rumstemperatur ned till 253,15 K (- 20 oC) utan ändringar av apparaturen. Instrumentet ska endast placeras i ett kylbad.

1.6.6   Termisk analys

1.6.6.1   Differentiell termisk analys

Se tillägg.

1.6.6.2   Differentiell scanningkalorimetri

Se tillägg.

2.   DATA

Vid små avvikelser från normalt tryck (högst ± 5 kPa) korrigeras kokpunktstemperaturer till Tn med användning av följande Sidney Young ekvation:

Tn = T + (fT x Δp)

där:

Δ p

=

(101,325 – p) [observera förtecknet]

P

=

ptrycket mätt i kPa

fT

=

kokpunktens ändring med trycket i K/kPa

T

=

uppmätt kokpunkt i K

Tn

=

kokpunkt korrigerad till normalt tryck i K

I ovannämnda internationella och nationella standarder finns temperaturkorrektionsfaktorer fT för ett flertal ämnen och ekvationer för approximation av dem.

Exempelvis anges i DIN 53171 följande grova korrektioner för lösningsmedel som ingår i färger:

Tabell 2:

Temperaturkorrektionsfaktorer ft

Temperatur T (K)

Korrektionsfaktor fT (K/kPa)

323,15

0,26

348,15

0,28

373,15

0,31

398,15

0,33

423,15

0,35

448,15

0,37

473,15

0,39

498,15

0,41

523,15

0,44

548,15

0,45

573,15

0,47

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska, om möjligt, innehålla följande uppgifter:

Använd testmetod.

Noggrann beskrivning av substansen (beteckning och orenheter) och eventuella inledande reningsåtgärder.

Den uppskattade noggrannheten.

Som kokpunkt anges medelvärdet av minst två mätningar, som ligger mom gränserna för den uppskattade noggrannheten (se tabell 1).

De uppmätta kokpunkterna och medelvärdet av dessa ska anges, och det tryck vid vilket mätningarna gjordes ska anges i kPa. Trycket bör helst ligga i närheten av normalt atmosfäriskt tryck.

Alla uppgifter och upplysningar av betydelse för tolkningen av resultaten ska anges, i synnerhet vad gäller orenheter och ämnets fysiska tillstånd.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

OECD, Paris, 1981, Test Guideline 103, rådets beslut K(81) 30 slutligt.

2.

IUPAC, B. Le Neindre, B. Vodar, eds. Experimental thermodynamics, Butterworths, London 1975, vol. II.

3.

R. Weissberg ed.: Technique of organic Chemistry, Physical Methods of Organic Chemistry, 3rd ed., Inter-science Publ., New York, 1959, vol. I, del I, kapitel VII.

Tillägg

Kompletterande tekniska uppgifter finns, i följande standarder:

1.   Ebulliometer

ASTM D 1120-72

Standard test method for boiling point of engine anti-freezes

2.   Destillationsprocess (kokpunktsintervall)

ISO/R 918

Test Method for Distillation (Distillation Field and Distillation Range)

BS 4349/68

Method for determination of distillation of petroleum products

BS 4591/71

Method for the determination of distillation characteristics

DIN 53171

Lösungsmittel fur Anstrichstoffe, Bestimmung des Siederverlaufes

NF T 20-608

Distillation: determination du rendement et de l'intervalle de distillation

3.   Differentiell termisk analys och differentiell scanningkalorimetri

ASTM E 537-76

Standard method for assessine the thermal stability of chemicals by methods or differential thermal analysis

ASTM E 473-85

Standard definitions of terms relating to thermal analysis

ASTM E 472-86

Standard practice for reporting thermoanalytical data

DIN 51005

Thermisches Analyse, Begriffe

A.3   RELATIV DENSITET

1.   METOD

De flesta av de beskrivna metoderna är baserade på OECD:s riktlinjer för undersökning av kemikalier (se hänvisning 1). Grundprinciperna anges i hänvisning 2.

1.1   INLEDNING

De beskrivna metoderna för bestämning av relativ densitet kan användas för fasta ämnen och vätskor, oavsett renhetsgrad. De olika metoder som får användas anges i tabell 1.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Fasta ämnens och vätskors relativa densitet (D4 20) är förhållandet mellan det undersökta ämnets vikt per volymenhet, bestämd vid 20 oC och vikten per samma volymenhet vatten, bestämd vid 4 oC. Den relativa densiteten har ingen dimension.

Ett ämnes densitet, Q, är kvoten av vikten, m, och dess volym, v.

Densiteten, Q, anges, i SI-enheter, i kg/m3.

1.3   REFERENSÄMNEN (SE HÄNVISNING 1 OCH 3)

Referensämnen behöver inte användas varje gång ett nytt ämne ska undersökas. De ska först och främst användas för att då och då kontrollera metoden och för jämförelse med resultat som uppnåtts med andra metoder.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Fyra metoder används.

1.4.1   Flottörmetoder

1.4.1.1   Hydrometer (för vätskor)

Tillräckligt noggranna och snabba densitetsbestämningar kan göras med flytande hydrometrar, med vilka en vätskas densitet kan härledas från nedsänkningsgraden som avläses på en skala.

1.4.1.2   Hydrostatisk balans (för vätskor och fasta ämnen)

Skillnaden mellan provets vikt mätt i luft och i en lämplig vätska (t.ex. vatten) kan användas för att bestämma dess densitet.

För fasta ämnen är den mätta densiteten endast representativ för just det prov som har använts vid bestämningen. När densiteten hos vätskor ska bestämmas vägs först en kropp med känd volym, v, i luft och sedan i vätskan.

1.4.1.3   Metod med nedsänkt kula (för vätskor) (se hänvisning 4)

Med denna metod bestäms en vätskas densitet utifrån skillnaden mellan vätskans vikt före och efter nedsänkning av en kula med känd volym i testvätskan.

1.4.2   Pyknometermetoder

Pyknometrar av olika utformning och med kända volymer kan användas till fasta ämnen och vätskor. Densiteten beräknas utifrån viktskillnaden mellan den fulla och den tomma pyknometern och dess kända volym.

1.4.3   Luftjämförelsepyknometer (för fasta ämnen)

Densiteten hos ett fast ämne, oavsett form, kan bestämmas vid rumstemperatur med en gasjämförelsepyknometer. Ämnets volym mäts i luft eller en inert gas i en cylinder med varierbar kalibrerad volym. Densiteten beräknas genom att vikten mäts efter volymbestämningen.

1.4.4   Oscillerande densitometer (se hänvisning 5, 6 och 7)

En vätskas densitet kan bestämmas med en oscillerande densitometer. En mekanisk oscillator i form av ett U-rör sätts i vibration vid en viss frekvens som är beroende på oscillatorns vikt. När ett prov införs ändras oscillatorns resonansfrekvens. Apparaturen ska kalibreras med två vätskor med känd densitet. Dessa vätskor ska helst väljas så att deras densiteter spänner över hela det område som ska mätas.

1.5   KVALITETSKRITERIER

I tabellen anges de olika metodernas lämplighet för bestämning av densitet.

1.6   METODBESKRIVNING

Tillägget innehåller en lista över några standarder, från vilka ytterligare tekniska uppgifter kan inhämtas.

Mätningarna ska utföras vid 20 oC, och minst två mätningar ska göras.

2.   DATA

Se standarder.

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska, om möjligt, innehålla följande uppgifter:

Använd testmetod.

Exakt specificering av ämnet (beteckning och orenheter) och eventuella inledande reningsåtgärder.

Den relativa densiteten Formula ska anges enligt definitionen i 1.2 tillsammans med det undersökta ämnets fysiska tillstånd.

Alla uppgifter och anmärkningar av betydelse för tolkningen av resultaten ska rapporteras, i synnerhet vad gäller orenheter och ämnets fysiska tillstånd.

Tabell

Metodernas lämplighet

Mätmetod

Densitet

Maximal dynamisk viskositet

Befintliga standarder

Fasta

Vätskor

1.4.1.1.

Hydrometer

 

ja

5 Pa s

ISO 387,

ISO 649-2,

NF T 20-050

1.4.1.2

Hydrostatisk balans

 

 

 

 

a)

fasta ämnen

ja

 

 

ISO 1183 (A)

b)

vätskor

 

ja

5 Pa s

ISO 901 and 758

1.4.1.3

Metod med nedsänkt kula

 

ja

20 Pa s

DIN 53217

1.4.2

Pyknometer

 

 

 

ISO 3507

a)

fasta ämnen

ja

 

 

ISO 1183(B),

NF T 20-053

b)

vätskor

 

ja

500 Pa s

ISO 758

1.4.3

Luftjämförelsepyknometer

ja

 

 

DIN 55990 Teil 3,

DIN 53243

1.4.4

Oscillerande densitometer

 

yes

5 Pa s

 

4.   HÄNVISNINGAR

1.

OECD, Paris, 1981, Test Guideline 109, rådets beslut K(81) 30 slutligt.

2.

R. Weissberger ed., Technique of Organic Chemistry, Physical Methods of Organic Chemistry, 3rd ed., kapitel IV, Interscience Publ., New York, 1959, vol. I, del 1.

3.

IUPAC, Recommended reference materials for realization of physico-chemical properties, Pure and applied chemistry, 1976, vol. 48, s. 508.

4.

Wagenbreth, H., Die Tauchkugel zur Bestimmung der Dichte von Fliüssigkeiten, Technisches Messen tm, 1979, vol. 11, s. 427–430.

5.

Leopold, H., Die digitale Messung von Flussigkeiten, Elektronik, 1970, vol. 19, s. 297–302.

6.

Baumgarten, D., Füllmengenkontrolle bei vorgepackten Erzeugnissen – Verfahren zur Dichtebestimmung bei fliüssigen Produkten und ihre praktische Anwendung, Die Pharmazeutische Industrie, 1975, vol. 37, s. 717–726.

7.

Riemann, J., Der Einsatz der digitalen Dichtemessung im Brauereilaboratorium, Brauwissenschaft, 1976, vol. 9, s. 253–255.

Tillägg

Kompletterande tekniska uppgifter finns i följande standarder:

1.   Flottörmetoder

1.1   Hydrometer

DIN 12790, ISO 3S7

Hydrometer, general instructions

DIN 12791

Part I: Density hydrometers; construction, admjustment and use;

Part II: Density hydrometers; standardized sizes, designation

Part III: Use and test

ISO 649-2

Laboratory glassware: Density hydrometers for general purpose

NF T 20-050

Chemical products for industrial use – Determination of density of liquids Aerometric method

DIN 12793

Laboratory glassware: range find hydrometers

1.2   Hydrostatisk balans

För fasta ämnen

ISO 1183

Method A: Methods för determining the density and relative density of plastics excluding cellular plastics

NF T 20-049

Chemical products for industrial use – Determination of the density of solids other than powders and cellular products – Hydrostatic balance method

ASTM-D-792

Specific gravity and density of plastics by displacement

DIN 53479

Testing of plastics and elastometers; determination of density

För vätskor

ISO 901

ISO 758

DIN 51757

Testing of mineral oils and related materials; determination of density

ASTM D 941-55, ASTM D 1296-67 och ASTM D 1481-62

ASTM D 1298

Density, specific gravity or API gravity of crude petroleum and liquid petroleum products by hydrometer method

BS 4714

Density, specific gravity or API gravity of crude petroleum and liquid petro-leum products by hydrometer method

1.3   Metod med nedsänkt kula

DIN 53217

Testing of paints, varnishes and similar coating materials; determination of density; lmmersed body method

2.   Pyknometermetoder

2.1   För vätskor

ISO 3507

Pycnometers

ISO 758

Liquid chemical products; determination of density at 20 oC

DIN 12797

Gay-Lussac pycnometer (för icke-flyktiga vätskor som inte är för viskösa)

DIN 12798

Lipkin pycnometer (för vätskor med kinematisk viskositet under 100 × 10-6 m2s-1 vid 15 oC)

DIN 12800

Sprengel pycnometer (för vätskor enligt DIN 12798)

DIN 12801

Reischauer pycnometer (för vätskor med kinematisk viskositet under 100 × 10-6 m2s-1 vid 20 oC, särskilt lämplig även för kolväten och vattenlösningar samt för vätskor med högre ångtryck, cirka 1 bar vid 90 oC)

DIN 12806

Hubbard pycnometer (för alla typer av viskösa vätskor som inte har för högt ångtryck, särskilt även för färg, lacker och bitumen)

DIN 12807

Bingham pycnometer (för vätskor enligt DIN 12801)

DIN 12808

Jaulmes pycnometer (särskilt för etanol-vattenblandningar)

DIN 12809

Pycnometer with ground-in thermometer and capillary side tubes (för väts-kor som inte är för tjockflytande)

DIN 53217

Testing of paints, varnishes and similar products; determination of density by pycnometer

DIN 51757

Point 7: Testing of mineral oils and related materials; determination of density

ASTM D 297

Section 15: Rubber products – chemical analysis

ASTM D 2111

Method C: Halogenated organic compounds

BS 4699

Method for determination of specific gravity and density of petroleum products (graduated bicapillary pycnometer method)

BS 5903

Method for determination of relative density of petroleum products by the capillary-stoppered pycnometer method

NF T 20-053

Chemical products for industrial use – Determination of density of solids in powder and liquids – Pykonometric method

2.2   För fasta ämnen

ISO 1183

Metod B i Method for Determining the Density and Relative Density of Plastics excluding Cellular Plastics

NF T 20-053

Chemical products for industrial use – Determination of density of solids in powder and liquids – Pycnometric method

DIN 19683

Determination of the density of soils

3.   Luftjämförelsepyknometer

N

Part 3: Prüfung von Anstrichstoffen und ähnlichen Beschichtungsstoffen: Pulverlack; Bestimmung der Dichte

DIN 53243

Anstrichstoffe; Chlorhaltige Polymere; Prüfung

A.   4. ÅNGTRYCK

1.   METOD

De flesta av de beskrivna metoder som beskrivs är baserade på OECD:s riktlinjer för undersökning av kemikalier (se hänvisning 1). Grundprinciperna anges i hänvisningarna 2 och 3.

1.1   INLEDNING

Vid utförande av detta test är det värdefullt att ha förhandskunskap om ämnets struktur, smältpunkt och kokpunkt.

Det finns inte någon enskild metod som kan användas över hela ångtrycksområdet. Därför rekommenderas flera metoder för mätning av ångtryck från < 10-4 till 105 Pa.

Orenheter inverkar normalt på ångtrycket och graden av denna inverkan beror i hög grad på arten av orenhet.

Om provet innehåller flyktiga orenheter som kan inverka på resultatet kan ämnet renas. Det kan också vara lämpligt att ange ångtrycket för det tekniska materialet.

För vissa av de metoder som beskrivs här används apparater med metalldelar. Detta bör beaktas vid undersökning av frätande ämnen.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Ett ämnes ångtryck definieras som mättnadstrycket över ett fast ämne eller en vätska. Vid termodynamisk jämvikt är ett rent ämnes ångtryck endast en funktion av temperaturen.

Den SI-enhet för tryck som används är pascal (Pa).

Nedan följer några enheter som tidigare har använts, och deras omvandlingsfaktorer:

1 Torr (= 1 mm Hg)

= 1,333 × 102 Pa

1 atmosfär

= 0,013 × 105 Pa

1 bar

=105 Pa

SI-enheten för temperatur är kelvin (K).

Den universella gaskonstanten R är 8,314 J mol-1 K-1.

Temperaturens beroende av ångtrycket beskrivs genom Clausius-Clapeyrons ekvation:

Formula

där:

p

=

ämnets ångtryck i pascal

A Hv

=

ämnets forångningsvärme i J mol-1

R

=

den universella gaskonstanten i J mol-1 K-1

T

=

termodynamisk temperatur i K

1.3   REFERENSÄMNEN

Man behöver inte använda referensämnen varje gång ett nytt ämne ska undersökas. Referensämnen ska först och främst användas för att då och då kontrollera metoden och för jämförelse med resultat som uppnåtts med andra metoder.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Till bestämning av ångtrycket föreslås sju metoder som kan tillämpas i olika ångtrycksområden. För varje metod bestäms ångtrycket vid olika temperaturer. I ett begränsat temperaturområde är logaritmen för en rent ämnes ångtryck en linjär funktion av det inverterade värdet av temperaturen.

1.4.1   Dynamisk metod

Med den dynamiska metoden mäts den kokpunkt som motsvarar ett givet tryck.

Rekommenderat område:

103 till 105 Pa.

Denna metod rekommenderas även för bestämning av normal kokpunkt och kan användas i detta syfte upp till 600 K.

1.4.2   Statisk metod

Med den statiska metoden bestäms ångtrycket i ett slutet system, som är i termodynamisk jämvikt vid en given temperatur. Denna metod lämpar sig för fasta ämnen och vätskor som består av en eller flera komponenter.

Rekommenderat område:

10 upp till 105 Pa.

Denna metod kan också användas i området 1 till 10 Pa, under förutsättning att försiktighet iakttas.

1.4.3   Isoteniskop

Denna standardiserade metod är också en statisk metod men den kan normalt inte användas för flerkomponents-system. Ytterligare information finns i ASTM metod D-2879-86.

Rekommenderat område:

100 till 105 Pa.

1.4.4   Effusionsmetod: Ångtrycksjämvikt

Den mängd ämne som avgår ur en cell per tidsenhet genom en öppning av känd storlek, bestäms under vakuum så att den mängd ämne som återvänder till cellen är försumbar (t.ex. genom mätning av den puls som en ångstråle framkallar på en känslig våg eller genom att mäta viktförlusten).

Rekommenderat område:

1C-3 till 1 Pa.

1.4.5   Effusionsmetod: genom viktförlust eller med en kylfälla

Denna metod ar baserad på bestämning av den mängd testämne som under ultravakuum strömmar ut från en Knudsen-cell (se hänvisning 4) genom en mikroöppning per tidsenhet i gasform. Volymen av den utströmmade ångan kan konstateras antingen genom att bestämma cellens viktförlust eller genom att kondensera ångan vid låg temperatur och bestämma den förångade mängden ämne genom kromatografisk analys. Ångtrycket beräknas med användning av Hertz-Knudsen-relationen.

Rekommenderat område:

10o till 1 Pa.

1.4.6   Gasmättnadsmetod

En ström av inert bärargas leds över ämnet på ett sådant sätt att den mättas med ångan. Den mängd material som en känd bärargas transporterar kan antingen mätas genom insamling i en lämplig fälla eller genom in-line analys. Utifrån detta kan ångtrycket vid en given temperatur beräknas.

Rekommenderat område:

10-4 till 1 Pa.

Denna metod kan också användas i området 1 till 10 Pa, under förutsättning att försiktighet iakttas.

1.4.7   Rotormetod

Med denna metod är det egentliga mätinstrumentet en liten stålkula som svävar i ett magnetfält och roterar med hög hastighet. Gastrycket utleds av den tryckavhängiga bromsningen av stålkulan.

Rekommenderat område:

10-4 till 0,5 Pa.

1.5   KVALITETSKRITERIER

I följande tabell jämförs de olika metoderna för bestämning av ångtrycket med hänsyn till användning, repeterbarhet, reproducerbarhet, mätområde och befintlig standard.

Tabell

Kvalitetskriterier

Ebulliometer

Ämnen

Uppskattad repeterbarhet (7)

Uppskattad reproducerbarhet (7)

Re kommenderat område

Befintlig standard

Fasta

Vätskor

1.4.1

Dynamisk metod

Låg smältning

ja

Upp till 25 %

Upp till 25 %

103 Pa till 2 × 103 Pa

 

 

 

1 till 5 %

1 till 5 %

2 × 103 Pa till 105 Pa

1.4.2

Statisk metod

ja

ja

5 till 10 %

5 till 10 %

10 Pa till 105 Pa (8)

NFT 20-048 (5)

1.4.3

Isoteniskop

ja

ja

5 till 10 %

5 till 10 %

102 Pa till 105 Pa

ASTM-D

2879-86

1.4.4

Effusionsmetod Ångtrycksvåg

ja

ja

5 till 20 %

Upp till 50 %

10-3 Pa till 1 Pa

NFT

20-047 (6)

1.4.5

Effusionsmetod Viktförlust

ja

ja

10 till 30 %

10-3 Pa till 1 Pa

1.4.6

Gasmättnadsmetod

ja

ja

10 till 30 %

Upp till 50 %

10-4 Pa till 1 Pa

1.4.7

Rotormetod

ja

ja

10 till 20 %

10-4 Pa till 0,5 Pa

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Dynamisk mätning

1.6.1.1   Apparatur

Mätinstrumentet består typiskt av ett kokkärl med ansluten kylare av glas eller metall (se figur 1), utrustning för mätning av temperaturen och utrustning för reglering och mätning av trycket. En typisk mätutrustning, som den som visas på ritningen, är gjord av värmebeständigt glas och består av fem delar:

Ett stort, delvis dubbelväggigt rör som består av ett slipat förband, en kylare, ett kylkärl och ett inlopp.

En glascylinder med en Cottrell-pump är monterad på rörets koksektion och har en grov yta av krossat glas för att undvika ”stötkokning”.

Temperaturen mäts med en lämplig temperaturgivare (t.ex. motståndstermometer eller termoelement med mantel) som har förts in i instrumentet helt till mätpunkten (se figur 1, nr 5) genom ett lämpligt inlopp (t.ex. slipat hanförband).

De nödvändiga anslutningarna görs till tryckreglerings- och mätutrustningen.

Kolven, som fungerar som en buffertvolym, är ansluten till mätapparaten med ett kapillärrör.

Kokkärlet värms upp med ett värmeelement (t.ex. värmepatron) som sätts in i glasapparaturen nedifrån. Önskad strömstyrka ställs in och mäts med ett termoelement.

Det vakuum på mellan 102 Pa och omkring 105 Pa som krävs ställs in med en vakuumpump.

En passande ventil används för att reglera trycket med luft eller kväve (mätområde ca 102 till 105 Pa) och för utluftning.

Trycket mäts med en manometer.

1.6.1.2   Mätförfarande

Ångtrycket mäts genom bestämning av provets kokpunkt vid olika angivna tryck mellan ungefär 103 och 105 Pa. En jämn temperatur under konstant tryck visar att kokpunkten är nådd. Skummande ämnens ångtryck kan inte mätas med denna metod.

Ämnet placeras i det rena torkade testkärlet. Det kan uppstå problem med fasta ämnen som inte är i pulverform, men detta kan ibland undvikas genom att uppvärmning av kylmanteln. Sedan kärlet fyllts sammanflänsas apparaten och ämnet avgasas. Därefter ställs lägsta önskat tryck in och uppvärmningen sätts på. Samtidigt ansluts temperaturgivaren till en skrivare.

Jämvikt har nåtts när en konstant kokpunkt registreras vid konstant tryck. Man ska särskilt se till att stötkokning inte förekommer. Dessutom måste fullständig kondensation ske i kylaren. Vid bestämning av ångtrycket av fasta ämnen med låg smältpunkt ska man se till att kylaren inte täpps till.

Sedan jämviktspunkten har registrerats ställs ett högre tryck in. Processen fortsätter på samma sätt tills 105 Pa har uppnåtts (sammanlagt ungefär 5–10 mätpunkter). I kontrollsyfte ska jämviktspunkterna upprepas vid avtagande tryck.

1.6.2   Statisk mätning

1.6.2.1   Apparatur

Apparaten består av en provbehållare och ett uppvärmnings- och kylsystem för att reglera och mäta provets temperatur. Apparaten omfattar dessutom utrustning för inställning och mätning av trycket. Grundprinciperna framgår av figur 2a och 2b.

Provkammaren (se figur 2a) är på den ena sidan avgränsad av en lämplig högvakuumventil och på den andra sidan förbunden med ett U-rör som innehåller lämplig manometervätska. Den ena anden av U-roret är ansluten till vakuumpumpen, till kvävecylindern eller utluftningsventilen och en manometer.

En tryckmätare med en separat visare kan användas i stället för U-röret (se figur 2b).

Provets temperatur styrs genom att provkärlet, inklusive ventil och U-rör, placeras i ett bad som har en konstant temperatur av ±0,2 K. Temperaturen mäts på provkärlets utsida eller i själva kärlet.

En vakuumpump med en kylfälla för evakuering av apparaten används.

I metod 2a mäts ämnets ångtryck indirekt med en nollindikator. Därvid beaktas att densiteten av vätskan i U-röret ändrar sig vid stora temperaturförändringar.

Följande vätskor är lämpliga som nollindikatorer i U-röret och väljs med hänsyn till tryckområdet och testämnets kemiska egenskaper: silikonvätskor och ftalater. Testämnet får inte kunna lösas väsentligt i eller reagera med vätskan i U-röret.

I manometern kan man använda kvicksilver i området från normalt lufttryck till 102 Pa, medan silikonvätskor och ftalater är lämpliga från 102 Pa ned till 10 Pa. Värmebeständiga membrankondensatormanometrar kan till och med användas under 10-1 Pa. Det finns även andra tryckmätare som kan användas under 102 Pa.

1.6.2.2   Mätförfarande

Före mätningen ska alla delar av apparaten i figur 2 rengöras och torkas noggrant.

Vid metod 2a fylls U-röret med önskad vätska, som avgasas vid förhöjd temperatur före avläsning.

Testämnet placeras i apparaten som sedan stängs, varvid temperaturen sänks tillräckligt för avgasning. Temperaturen måste vara så pass låg att luften sugs ut, men i fråga om flerkomponentsystem får det inte ske någon ändring av materialets sammansättning. Vid behov kan jämvikt erhållas snabbare genom omrörning.

Provet kan underkylas med t.ex. flytande kväve (varvid försiktighet iakttas för att undvika kondensering av luft eller pumpvätska) eller en blandning av etanol och kolsyresnö. Vid mätning av låga temperaturer används ett temperaturreglerat bad som är anslutet till en ultrakryomat.

Med ventilen över provkammaren i öppet läge pumpas därefter den inneslutna luften ut ur apparaten i flera minuter. Därefter stängs ventilen och provet kyls till lägsta vald temperatur. Vid behov upprepas avgasningsproceduren.

När provet värms upp ökar ångtrycket. Detta ändrar jämvikten hos vätskan i U-röret. För att kompensera detta leds kväve eller luft in i apparaten via en ventil tills tryckindikatorvärskan åter är på noll. Det tryck som krävs för detta avläses på en precisionsmanometer vid rumstemperatur. Detta tryck motsvarar ämnets ångtryck vid den särskilda mättemperatur.

Metod 2b är en liknande metod, men ångtrycket avläses direkt.

Ångtryckets temperaturberoende bestäms med tillräckligt små temperaturintervall (omkring 5 till 10 mätpunkter totalt) upp till önskat maximum. Lågtemperaturmätningar måste upprepas i kontrollsyfte.

En eventuell avvikelse mellan de nya värdena och den kurva som erhållits vid stigande temperatur kan bero på att

1.

provet fortfarande innehåller luft (t.ex. ämnen med hög viskositet) eller lågkokande ämnen, som frigjorts under uppvärmningen och kan avlägsnas genom ytterligare underkylning,

2.

nedkylningstemperaturen inte är tillräckligt låg, varvid flytande kväve används som kylmedel;

om antingen 1 eller 2 är fallet måste mätningarna upprepas;

3.

det sker en kemisk reaktion i ämnet i det undersökta temperaturområdet (t.ex. dekomposition eller polymerisation).

1.6.3   Isoteniskop

En fullständig beskrivning av denna metod finns i hänvisning 7. Mätanordningens princip framgår av figur 3. I likhet med den statiska metoden, som beskrivits i 1.6.2, lämpar sig isoteniskopet för undersökning av fasta ämnen eller vätskor.

Vid mätning av vätskor fungerar själva ämnet som hjälpmanometervätska. Den mängd ämne som behövs för att fylla klotet och manometersektionens korta arm placeras i isoteniskopet. Isoteniskopets förbinds med ett vakuumsystem, evakueras och fylls med kväve. Evakueringen och rensningen av systemet upprepas två gånger så att alla kväverester avlägsnas. Det fyllda isoteniskopet placeras horisontellt så att provet fördelas i ett tunt lager i provkolven och manometersektionen (U-delen). Trycket i systemet minskas till 133 Pa och provet värms försiktigt upp tills det nästan kokar (avlägsnande av upplösta fixerade gaser). Isoteniskopet placeras sedan så att provet återgår till klotet och manometerns korta arm och båda är helt fyllda med vätska. Samma tryck som vid avgasning upprätthålls. Provkolvens utdragna topp värms försiktigt upp med en liten låga tills den ånga som bildas utvidgas tillräckligt för att pressa ut en del av provet från klotets översta del och manometerarm till isoteniskopets manometersektion, varvid ett ångfyllt, kvävefritt område skapas.

Isoteniskopet placeras sedan i ett bad med konstant temperatur och kvävetrycket ställs in tills det motsvarar provets tryck. Att tryckjämvikt föreligger framgår av isoteniskopets manometersektion. Vid jämvikt motsvarar kvävets ångtryck ämnets ångtryck.

När det gäller fasta ämnen används, beroende på tryck och temperaturområde, de manometervätskor som anges i 1.6.2. Den avgasade manometervätskan fylls in i utbuktningen på isoteniskopets långa arm. Därefter placeras det fasta testämnet i klotet och avgasas vid förhöjd temperatur. Sedan lutas isoteniskopet så att manometer-vätskan kan flyta in i U-röret. Mätningen av ångtrycket som en funktion av temperaturen utförs enligt 1.6.2.

1.6.4   Effusionsmetod: Ångtrycksvåg

1.6.4.1   Apparatur

I litteraturen (se hänvisning 1) beskrivs flera olika apparaturutformningar. Den apparat som beskrivs här illustrerar de principer som används (se figur 4). Figur 4 visar apparaturens huvudkomponenter: en högvakuumbehållare av rostfritt stål eller glas, utrustning för att producera och mäta vakuum och inbyggda komponenter för mätning av ångtrycket på en våg. Apparaturen innehåller följande inbyggda komponenter:

En förångningsugn med fläns och roterande intag. Förångningsugnen är en cylindrisk behållare gjort av t.ex. koppar eller en kemiskt beständig legering med god värmeledningsförmåga. Man kan också använda en glasbehållare med kopparvägg. Ugnen har en diameter av ca 3 till 5 cm och en höjd av 2 till 5 cm. Det finns en till tre öppningar av olika storlek för ångströmmen. Ugnen värms upp antingen av en värmeplatta nedtill eller av en värmeslinga runt utsidan. För att undvika avledning av värme till bottenplattan är värmeaggregatet fastgjort i denna med en metall med låg värmeledningsförmåga (nickel-silver eller kromnickelstål), t.ex. ett nickel-silverrör fastsatt i ett roterade intag, om man använder en ugn med flera öppningar. En sådan uppställning har den fördelen att det möjliggör införande av en kopparstång, vilket tillåter kylning från utsidan med ett vattenbad,

Om ugnslocket, som är gjort av koppar, har tre öppningar med olika tvärsnitt, inbördes förskjutna 90 oC, kan olika ångtrycksområden inom den totala mätområdet täckas (öppningar med diametrar på ca 0,30 till 4,50 mm). Stora öppningar används för lågt ångtryck och vice versa. Genom att vrida ugnen kan önskadugnsöppning eller ett mellanläge i ångströmmen (ugnsöppning – skärm – vågskål) ställas in och molekylstrå-len riktas eller avledas genom ugnsöppningen mot vågskålen. För att kunna mäta ämnets temperatur mon-teras ett termoelement eller en motståndstermometer på lämpligt ställe.

Ovanför skärmen finns en vågskål med en mycket känslig mikrovåg (se nedan). Vågskålen är omkring30 mm i diameter. Guldpläterad aluminium är ett lämpligt material.

Vågskålen omges av en cylindrisk kylbox av mässing eller koppar. Beroende på typ av våg är den förseddmed öppningar för vågbalken och en skärmöppning för molekylströmmen och den ska garantera total kon-densation av ångan på vågskålen. Värmen leds bort till utsidan av t.ex. en kopparstång ansluten till kyl-boxen. Stången leds genom bottenplattan och är värmeisolerad från denna med t.ex. ett rör av kromnick-elstål. Stången sänks ned i ett dewarkärl med flytande kväve under bottenplattan, eller så leds flytande kvävegenom stången. Temperaturen i kylboxen hålls på så sätt vid omkring –120 oC. Vågskålen kyls ned uteslu-tande genom strålning, vilket är lämpligt för det tryckområde som undersöks (nedkylning omkring 1 timmeinnan mätning påbörjas).

Vågen placeras ovanför kylboxen. Lämpliga vågar är t.ex. en högkänslig 2-armad elektronisk mikrovåg (sehänvisning 8) eller ett högkänsligt vridspoleinstrument (se OECD Test Guideline 104, Edition 12.05.81).

På bottenplattan finns också elektriska anslutningar för termoelement (eller motståndstermometrar) och vär-meslingor.

Ett vakuum erhålls i kärlet med hjälp av en partiell vakuumpump eller en högvakuumpump (krävt vakuumomkring 1 till 2 × 10-3 Pa, erhållet efter 2 timmars pumpning). Trycket regleras med en lämplig joniserings-manometer.

1.6.4.2   Mätförfarande

Kärlet fylls med testämnet och locket stängs. Skärmen och kylboxen skjuts på plats över ugnen. Apparaten stängs och vakuumpumparna sätts på. Sluttrycket innan mätningen påbörjas ska vara ungefär 10-4 Pa. Nedkylning av kylboxen sätts igång vid 10-2 Pa .

När tillräckligt vakuum har uppnåtts inleds kalibreringsserien vid den lägsta temperaturen. Den nödvändiga öppningen öppnas och ångstrålen passerar skärmen, som är direkt monterad över locket, och träffar sedan den nedkylda vägskålen. Vågskålen ska vara så stor att hela den ångsträle som leds genom skärmen träffar den. Ång-strålens impuls överför en kraft på vågskålen och molekylerna kondenseras på dess nedkylda yta.

Impulsen och den samtida kondensationen frambringar en signal på skrivaren. Utvärdering av denna signal ger två upplysningar:

1.

Med den särskilda apparat som beskrivs här bestäms ångtrycket direkt från den impuls som överförs till vågskålen (molekylvikten behöver inte vara känd [se hänvisning 2]). Vid utvärdering av avläsningarna måsteman ta hänsyn till geometriska faktorer, såsom ugnsöppning och molekylstrålens vinkel.

2.

Samtidigt kan den kondenserade vikten mätas och avdunstningshastigheten beräknas utifrån detta. Ång-trycket kan även beräknas utifrån avdunstningshastigheten och molekylvikten med användning av Hertzekvation (se hänvisning 2):

Formula

där:

G

=

avdunstningshastig het (kg s-1 m-2)

M

=

molekylvikt (g mol-1)

T

=

temperatur (K)

R

=

universell gaskonstant Jmol-1 K-1)

p

=

ångtryck (Pa)

När tillräckligt vakuum har uppnåtts börjar serien av mätningar vid den lägsta önskade mättemperaturen.

För ytterligare mätningar ökas temperaturen med små intervaller tills den högsta önskade temperaturen är uppnådd. Därefter kyls provet ned igen och en andra ångtryckskurva kan registreras. Om den andra testomgången inte bekräftar resultaten från den första omgången kan detta bero på att ämnet bryts ned i det undersökta temperaturområdet.

1.6.5   Effusionsmetod: Viktförlust

1.6.5.1   Apparatur

En effusionsapparat består av följande baskomponenter:

En behållare som kan termostatregleras och evakueras och i vilken effusionscellerna placeras.

En högvakuumpump (t.ex. diffusionspump eller turbomolekylärpump) med vakuummätare.

En kylfålla med flytande kväve eller kolsyresnö.

En elektriskt uppvärmd vakuumbehållare av aluminium med 4 effusionsceller av rostfritt stål visas i figur 5 som ett exempel. Den rostfria folien som är omkring 0,3 mm tjock har en effusionsöppning med en diameter av 0,2 till 1,0 mm och är ansluten till effusionscellen med ett skruvlock.

1.6.5.2   Mätförfarande

Referens- och testämnet tillsätts i varje effusionscell, metallmembranet med öppningarna sätts fast med skruvlocket, och varje cell vägs till 0,1 mg noggrannhet. Cellen placeras i den termostatreglerade apparaten som sedan evakueras till mindre än en tiondedel av det förväntade trycket. Med i förväg fastställda intervaller på mellan 5 och 30 timmar tillförs luft i apparaten och viktförlusten i effusionscellerna bestäms genom vägning.

För att säkerställa att resultaten inte påverkas av flyktiga orenheter vägs cellerna vid fastställda tidsintervaller för att kontrollera att avdunstningshastigheten är konstant under minst två sådana tidsintervaller.

Ångtrycket p i effusionscellen beräknas genom

Formula

där:

p

=

ångtrycket (Pa)

m

=

massan av den mängd ämne som lämnar cellen under tiden t (kg)

t

=

tiden (s)

A

=

öppningens area (m2)

K

=

korrektionsfaktor

R

=

universell gaskonstant Jmol-1 Kh-1)

T

=

temperaturen (K)

M

=

molekylvikten (kg mol-1)

Korrektionsfaktorn K beror på förhållandet mellan den cylindriska öppningens längd och radie:

Förhållande:

0,1

0,2

0,6

1,0

2,0

K

0,952

0,909

0,771

0,672

0,514

Ovanstående ekvation kan också skrivas som

Formula

där Formula är effusionseelkonstanten.

Denna effusionscellkonstant E kan bestämmas med referensämnen (2,9) med användning av följande ekvation:

Formula

där:

p(r)

=

referensämnets ångtryck (Pa)

M(r)

=

referensämnets molekylvikt (kg mol-1)

1.6.6   Gasmättnadsmetod

1.6.6.1   Apparatur

En typisk apparat som används till detta test består av de komponenter som visas i figur 6a och beskrivs nedan (se hänvisning 1).

Inert gas:

Bärargasen får inte reagera kemiskt med testämnet. Normalt är det tillräckligt att använda kväve för detta syfte men ibland kan andra gaser krävas (se hänvisning 10). Den använda gasen ska vara torr (se figur 6a, position 4: Givare. Relativ fuktighet).

Flödesreglering:

Ett lämpligt gasregleringssystem krävs för att säkerställa ett konstant och väljbart flöde genom mättnadskolonnen.

Fällor för uppsamling av ånga:

Dessa är beroende av det aktuella provets egenskaper och den valda analysmetoden. Ångan ska infångas kvantitativt och i en form som medger efterföljande analys. För vissa provämnen lämpar sig fällor innehållande vätskor som hexan eller etylenglykol. För andra kan fasta absorptionsmedel användas.

Som alternativ till uppsamling av ånga och efterföljande analys kan in-line analystekniker, t.ex. kromatografi, användas för kvantitativ bestämning av den mängd material som en känd mängd bärargas för med sig. Dessutom kan provets förlust av massa mätas.

Värmeväxlare:

För mätning vid olika temperaturer kan det vara nödvändigt att inkludera en värmeväxlare i utrustningen.

Mättnadskolonn:

Provämnet appliceras i form av losningsbeläggning på ett lämpligt inert bärarmatenal. Det belagda bärarmaterialet packas i mättnadskolonnen, vars dimensioner och flödeshastighet ska vara sådana att en fullständig mättnad av bärargasen säkerställs. Mättnadskolonnen ska vara termostatreglerad. För mätningar över rumstemperatur ska stycket mellan mättnadskolonnen och fällorna uppvärmas för att förhindra kondensation av provämnet.

För att minska masstransport genom diffusion kan ett kapillärrör placeras efter mättnadskolonnen (se figur 6b).

1.6.6.2   Mätförfarande

Förberedelse av mättnadskolonnen:

En upplösning av provämnet i ett mycket flyktigt lösningsmedel tillsätts till en lämplig mängd bärarmaterial. Tillräckligt med provämne ska tillsättas för att upprätthålla mättnaden så länge testet pågår. Lösningsmedlet avdunstar helt i luft eller i en roterande förångare och det noggrant blandade materialet tillsätts till mättnadskolonnen. Efter termostatreglering av provet leds kväve genom apparaten.

Mätning:

Fällorna eller in-line detektoren ansluts till kolonnens utlopp och tiden registreras. Flödeshastigheten kontrolleras i början och med jämna mellanrum under testet med en bubbelmätare (eller kontinuerligt med en massflö-desmätare).

Trycket vid mättnadskolonnens utgångsöppning ska mätas. Detta kan göras

a)

genom att en tryckmätare insätts mellan mättnadskolonnen och fällorna (vilket kan vara otillfredsställandeeftersom det ökar dödvolymen och adsorptionsytan), eller

b)

genom att bestämma tryckfallet över det använda systemet av fällor som funktion av flödeshastigheten i ettseparat test (eventuellt inte så lyckat för vätskefällor).

Den tid som krävs till uppsamling av den mängd provämne som behövs för de olika analysmetoderna, bestäms vid preliminära försök eller genom uppskattningar. Som ett alternativ till uppsamling av ämnet för senare analys kan kvantitativa in-line analystekniker användas (t.ex. kromatografi). För beräkning av ångtrycket vid en given temperatur utförs preliminära försök för att bestämma den maximala flödeshastigheten vid vilken bärargasen mättas fullständigt med ämnets ånga. Detta säkerställs om bärargasen leds genom mättnadskolonnen så pass sakta att en lägre hastighet inte ger ett större beräknat ångtryck.

Valet av analysmetod bestäms av arten av det ämne som ska undersökas (t.ex. gaskromatografi eller gravime-tri).

Den mängd ämne som en känd volym bärargas transporterar bestäms.

1.6.6.3   Beräkning av ångtryck

Ångtrycket beräknas utifrån ångans densitet, W/V, genom ekvationen:

Formula

där;

p

=

ångtrycket (Pa)

W

=

vikten av adsorberat provämne (g)

V

=

volymen mättad gas (m3)

R

=

universell gaskonstanten (Jmol-1 K-1)

T

=

temperaturen (K)

M

=

testämnets molekylvikt (g mol-1).

De mätta volymerna ska korrigeras för tryck- och temperaturskillnader mellan flödesmätaren och den termostatreglerade mättnadskolonnen. Om flödesmätaren är placerad nedströms från ångfällan kan det vara nödvändigt med korrektioner för att ta hänsyn till eventuella avdunstade beståndsdelar från fällorna (se hänvisning 1).

1.6.7   Rotormetod (se hänvisning 8, 11, 13)

1.6.7.1   Apparatur

Rotormetoden kan utföras med en viskocitetsmätare med en roterande kula enligt figur 8. En schematisk ritning av försöksuppställningen visas i figur 7.

Mätapparaten består typiskt av ett mäthuvud med roterande kula placerad i en termostatreglerad inhägnad (reglerad inom 0,1 oC). Provbehållaren placeras i en termostatreglerad inhägnad (reglerad inom 0,01 oC) och alla andra delar i utrustningen hålls vid en högre temperatur för att förhindra kondensation. En högvakuumpump-anordning ansluts till systemet genom högvakuumventiler.

Mäthuvudet består av en stålkula (4 till 5 mm i diameter) i ett rör. Kulan hålls stabilt svävande av ett magnetfält, normalt genom en kombination av permanentmagneter och styrspolar.

Kulan sätts i rörelse med hjälp av roterande fält som produceras av spolarna. Rotationshastigheten mäts med detektorspolar, som mäter den alltid närvarande svaga tvärmagnetiseringen av kulan.

1.6.7.2   Mätförfarande

När kulan har nått en bestämd rotationshastighet v(o) (normalt omkring 400 varv per sekund), avbryts energitillförseln, och gasfriktionen börjar retardera kulans rotation.

Minskningen av rotationshastighet mäts som en funktion av tiden. När den friktion som orsakats av den magnetiska suspensionen är försumbar i jämförelse med gasfriktionen, bestäms gastrycket p genom:

Formula

där:

Formula

=

gasmolekylernas medelhastighet

r

=

kulans radie

p

=

kulans massdensitet

o

=

koefficient av tangentiell impulsöverföring (ε = 1 för en ideal sfärisk kulyta)

t

=

tid

v(t)

=

rotationshastighet efter tid t

v(o)

=

initial rotationshastighet

Denna ekvation kan även skrivas

Formula

där tn, tn.-1 är den tid som krävs för ett givet antal N varv. Dessa tidsintervaller tn, tn-1 följer på varandra och tn>tn-1.

Gasmolekylens medelhastighet Formula bestäms genom

Formula

där:

T

=

temperaturen

R

=

universella gaskonstanten

M

=

molekylvikten

2.   DATA

Ångtrycket från någon av föregående metoder ska bestämmas vid minst två temperaturer. För att kontrollera ångtryckskurvans linearitet är det önskvärt med tre eller flera bestämningar i området 0–50 oC.

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska, om möjligt, innehålla följande uppgifter:

Använd metod.

Exakt specificering av ämnet (beteckning och orenheter) och eventuella inledande reningsåtgärder.

Minst två värden för ångtryck och temperatur, helst i området 0–50 oC.

Alla rådata.

En kurva över log p, som funktion av l/T.

En beräkning av ångtrycket vid 20–25 oC.

Om en övergång (tillståndsändring, nedbrytning) iakttas, ska följande uppgifter antecknas:

Förändringens art.

Temperatur vid vilken förändringen inträffar vid atmosfäriskt tryck.

Ångtryck vid 10 och 20 oC under övergångstemperaturen och 10 och 20 oC över denna temperatur (såvidainte övergången sker från fast ämne till gas)

Alla uppgifter och upplysningar av betydelse för tolkningen av resultaten ska rapporteras, särskild vad gäller orenheter och ämnets fysiska tillstånd.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

OECD, Paris, 1981, Test Guideline 104, rådets beslut K(81) 30 slutlig.

2.

Ambrose, D. i B. Le Neindre, B. Vodar, (Eds.): Experimental Thermodynamics, Butterworths, London,1975, vol. II.

3.

R. Weissberger ed.: Technique of Organic Chemistry, Physical Methods of Organic Chemistry, 3rd ed.,kapitel IX, Interscience Publ., New York, 1959, vol. I, del 1.

4.

Knudsen, M. Ann. Phys. Lpz., 1909, vol. 29, 1979; 1911, vol. 34, s. 593.

5.

NF T 20-048 AFNOR (Sept. 85). Chemical products for industrial use – Determination of vapour pressureof solids and liquids within range from 10-1 tu 105 Pa – Static method.

6.

NF T 20-047 AFNOR (Sept. 85). Chemical products for industrial use – Determination of vapour pressureof solids and liquids within range from 10-3 to 1 Pa – Vapour pressure balance method.

7.

ASTM D 2879-86, Standard test method for vapour pressure temperature relationship and initial decomposition temperature of liquids by isoteniscope.

8.

G. Messer, P. Röhl, G. Grosse, W. Jitschin, J. Vac. Sci. Technol.(A), 1987, vol. 5 (4), s. 2440.

9.

Ambrose, D.; Lawrenson, I. J.; Sprake, C. H. S, J. Chem. Thermodynamics 1975, vol. 7, s. 1173.

10.

B. F. Rordorf. Thermochimica Acta, 1985, vol. 85, s. 435.

11.

G. Comsa, J. K. Fremerey och B. Lindenau, J. Vac. Sci. Technol., 1980, vol. 17 (2), s. 642.

12.

G. Reich, J. Vac. Sci. Technol., 1982, vol. 20 (4), s. 1148.

13.

J. K. Fremerey, J. Vac. Sci. Technol. (A), 1985, vol. 3 (3), s. 1715.

Tillägg 1

Utvärderingsmetod

INLEDNING

Man kan använda beräknade värden av ångtrycket för att

bestämma vilken försöksmetod som är lämplig,

göra en bedömning eller fastställa ett gränsvärde om man av tekniska orsaker (inbegripet när ångtrycket är mycket lågt) inte kan använda försöksmetoder,

konstatera i vilket fall det är berättigat att avstå från försöksmätningar till följd av att ångtrycket sannolikt kommer att vara < 10-5 Pa vid omgivningstemperatur.

BEDÖMNINGSMETOD

Vätskors och fasta ämnens ångtryck kan bedömas genom användning av den modifierade Watson-korrelationen (se hänvisning a). De enda testdata som är nödvändiga är den normala kokpunkten. Metoden kan användas vid ett tryckområde från 105 Pa till 10-5 Pa.

Närmare information om metoden finns i ”Handbook of Chemical Property Estimation Methods” (se hänvisning b).

BERÄKNINGSFÖRFARANDE

I enlighet med hänvisning b beräknas ångtrycket enligt följande:

Formula

där:

T

=

Den gällande temperaturen

Tb

=

Normal kokpunkt

Pvp

=

Ångtryck vid temperatur T

Δ Hvh

=

Förångningsvärme

Δ Zb

=

Kompressionsfaktor (beräknad till 0,97)

m

=

Empirisk faktor beroende av det fysiska tillståndet hos den gällande temperaturen

Dessutom:

Formula

där KF är en empirisk faktor som beaktar ämnets polaritet. I hänvisning b finns det en förteckning med KF-faktorer för flera typer av föreningar.

Det är ganska vanligt med data som anger kokpunkt vid sänkt tryck. I sådana fall kan man i enlighet med hänvisning b beräkna ångtrycket på följande sätt:

Formula

där T1 är kokpunkten vid sänkt tryck P1.

RAPPORT

När utvärderingsmetoden används ska rapporten inbegripa en omfattande dokumentation av beräkningen.

HÄNVISNINGAR

1.

K. M. Watson, Ind. Eng. Chem; 1943, vol. 35, s. 398.

2.

W. J. Lyman, W. F. Reehl, D, H. Rosenblatt. Handbook of Chemical Property Estimation Methods Mc Graw-Hill, 1982.

Tillagg 2

Figur 1

Apparat för bestämning av ångtryckskurvan enligt den dynamiska metoden

Image

Figur 2a

Apparat för bestämning av ångtryckskurvan enligt den statiska metoden (med U-rörsmanometer)

Image

Figur 2b

Apparat för bestämning av ångtryckskurvan enligt den statiska metoden (med tryckindikator)

Image

Figur 3

Isoteniskop (se hänvisning 7).

Image

Figur 4

Apparat för bestämning av ångtryckskurvan enligt ångtrycksvågsmetoden

Image

Figur 5

Exempel på en apparat för förångning vid lågt tryck genom effusionsmetoden, med en effusionscellvolym av 8 cm

Image

Figur 6a

Exempel på ett flödessystem för bestämning av ångtryck genom gasmättnadsmetoden

Image

Figur 6b

Exempel på ett system för bestämning av ångtryck genom gasmättnadsmetoden med kapillärrör placerat efter gasmättnadskammaren

Image

Figur 7

Exempel på försöksanordning för rotormetoden

Image

Figur 8

Exempel på mathuvud med roterande kula

Image

A.5   YTSPÄNNING

1.   METOD

De beskrivna metoderna är baserade på OECD:s riktlinjer för undersökning av kemikalier (se hänvisning 1). Grundprinciperna anges i hänvisning 2.

1.1   INLEDNING

De beskrivna metoderna används för matning av ytspänningen hos vattniga lösningar.

Vid utförande av dessa test är det värdefullt att ha förhandskunskap om ämnets löslighet i vatten, dess struktur, hydrolysegenskaper och kritiska koncentrationer för micellbildning.

Följande metoder kan tillämpas på de flesta kemiska ämnen, oavsett renhetsgrad.

Mätning av ytspänning med ringtensiometermetoden är begränsad till vattniga lösningar med en dynamisk viskositet på mindre än 200 m Pa s.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Den fria entalpinytan per ytareaenhet betecknas som ytspänning.

Ytspänningen anges som:

N/m (SI-enhet) eller

mN/m (SI-underenhet).

1 N/m = 103 dyn/cm

1 mN/m = dyn/cm i det gamla cgs-systemet.

1.3   REFERENSÄMNEN

Man behöver inte använda referensämnen varje gång ett nytt ämne ska undersökas. Referensämnen ska först och främst användas för att då och då kontrollera metoden och för jämförelse med resultat som uppnåtts med andra metoder.

I hänvisningarna 1 och 3 anges referensämnen som täcker ett stort antal ytspänningar.

1.4   TESTMETODSPRINCIPER

Metoderna är baserade på mätning av den största kraft som ska utövas vertikalt på en bygel eller ring i kontakt med vätskeytan av ett prov som ska undersökas i ett mätkärl för att bryta denna kontakt, eller den vertikala kraft som behöver utövas på en platta vars ena kant har kontakt med vätskeytan, för att lösgöra film som har bildats.

Ämnen vars löslighet i vatten är minst 1 mg/liter testas i en vattnig lösning vid en enda koncentration.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Dessa metoder kan ge större noggrannhet än vad som kan förväntas krävas vid miljöbetingade undersökningar.

1.6   METODBESKRIVNING

En lösning av ämnet framställs i destillerat vatten. Koncentrationen av denna lösning ska vara 90 % av ämnets mättnadskoncentration i vatten. Om denna koncentration är större än 1 g/1 används en koncentration av 1 g/l för testet. Ämnen med en löslighet i vatten på mindre än 1 mg/l behöver inte testas.

1.6.1   Plattmetoden

Se ISO-304 och NF T 73-060 (Surface active agents – determination of surface tension by drawing up liquid films).

1.6.2   Bygelmetoden

Se ISO 304 och NF T 73-060 (Surface active agents – determination of surface tension by drawing up liquid films).

1.6.3   Ringmetoden

Se ISO 304 och NF T 73-060 (Surface active agents – determination of surface tension by drawing up liquid films).

1.6.4   OECD-harmoniserad ringmetod

1.6.4.1   Apparatur

Denna mätning kan göras med kommersiellt tillgängliga tensiometrar och består av följande delar:

flyttbart provbord,

kraftmätningssystem,

mätkropp (ring),

mätkärl.

1.6.4.1.1   Flyttbart provbord

Det flyttbara provbordet används som stöd till det temperaturreglerade mätkärl som innehåller den vätska som ska undersökas. Det är monterat på ett stativ tillsammans med kraftmätningssystemet.

1.6.4.1.2   Kraftmätnings system

Kraftmätningssystemet (se figur) är placerat över provbordet. Osäkerheten vid kraftmätningen får inte vara större än ± 10-6 N, motsvarande en felmarginal på ±0,1 mg viktmätning. Oftast är mätskalan på kommersiellt tillgängliga tensiometrar indelad i mN/m så att ytspänningen kan avläsas direkt i mN/m med en noggrannhet på 0,1 mN/m.

1.6.4.1.3   Mätkropp (ring)

Ringen är vanligtvis gjord av en tråd av platina-indium, ungefär 0,4 mm tjock och med en medelomkrets på 60 mm. Trådringen är upphängd horisontellt på en metallstång och en bärarm av tråd, som utgör anslutningen till kraftmätningssystemet (se figur).

Figur

Mätkropp

(Alla mått är angivna i mm)

Image

1.6.4.1.4   Mätkärl

Mätkärlet som innehåller den testlösning som ska mätas ska vara ett temperaturreglerat glaskärl. Det ska vara så utformat att temperaturen på provlösningen och på gasfasen ovanför dess yta förblir konstant under mätningen så att provet inte kan avdunsta. Cylindriska glaskärl med en innerdiameter på minst 45 mm kan användas.

1.6.4.2   Iordningställande av apparaturen

1.6.4.2.1   Rengöring

Glaskärl ska rengöras noggrant. Vid behov ska de diskas med varm kromsvavelsyra och därefter med tjockflytande fosforsyrelösning (83–98 % per vikt H3PO4), sedan noggrant sköljas i kranvatten och slutligen diskas i omdestillerat vatten tills en neutral reaktion erhålls. Slutligen ska de torkas eller sköljas med en del av den provvätska som ska mätas.

Ringen ska först sköljas noggrant i vatten för att avlägsna eventuella vattenlösliga ämnen. Därefter ska den nedsänkas hastigt i kromsvavelsyra, tvättas i omdestillerat vatten tills en neutral reaktion erhålls och slutligen upphettas hastigt över en metanollåga.

Anmärkning:

Förorening med ämnen som inte löses eller förstörs av kromsvavelsyra eller fosforsyra, t.ex. silikonpreparat, ska avlägsnas med hjälp av lämpligt organiskt lösningsmedel.

1.6.4.2.2   Kalibrering a v apparaten

Kalibreringen av apparaten består i att nollpunkten kontrolleras och justeras så att instrumentets indikering medger en tillförlitlig avläsning i mN/m.

Montering;

Apparaten ska planriktas, t.ex med användning av ett vattenpass på tensiometerns fot, varefter nivåskruvarna på foten justeras.

Nollpunktsjustering:

När ringen har monterats på apparaten men innan den nedsänks i vätskan, ska tensiometerindikeringen justeras till noll och ringen kontrolleras så att den är parallell med vätskeytan. För detta ändamål kan vätskeytan användas som spegel.

Kalibreringar:

Själva provkalibreringen kan utföras genom en av följande två metoder:

a)

Användning av en vikt: detta är ett förfarande där ryttare av känd vikt mellan 0,1 och 1,0 g placeras på ringen. Kalibreringsfaktorn Φa, med vilken alla instrumentavläsningar ska multipliceras, bestäms enligt följande ekvation (se hänvisning 1):

Formula

(1)

där:

Formula (mN/m)

m

=

ryttarens vikt (g)

g

=

tyngdaccelerationen (981 cm s-2 vid havsytan)

b

=

ringens medelomkrets (cm)

σ4

=

tensiometeravläsningen efter placering av ryttaren på ringen (mN/m).

b)

Användning av vatten: detta är ett förfarande där det används rent vatten vars ytspänning vid, t.ex. 23 oC, är lika med 72,3 mN/m. Denna metod är snabbare att utföra än viktkalibreringen men risken finns alltid att vattnets ytspänning har ändrats genom förorening av ytaktiva substanser.

Kalibreringsfaktorn Φb med vilken alla instrumentavläsningar ska multipliceras, bestäms enligt följande ekvation (2):

Formula

(2)

där:

σo

=

i litteraturen angivet värde för vattens ytspänning (mN/m)

σg

=

mätt värde för vattnets ytspänning (mN/m) båda vid samma temperatur.

1.6.4.3   Iordningställande av prov

Vattniga lösningar framställs med passande koncentrationer av de ämnen som ska undersökas. Lösningarna får inte innehålla några olösta ämnen.

Lösningarna ska hållas vid en konstant temperatur (±0,5 oC). Eftersom en lösnings ytspänning i mätkärlet ändras med tiden ska flera mätningar göras vid olika tidpunkter och en kurva ritas över ytspänning som en funktion av tiden. När ytspänningen inte längre ändras har ett jämviktstillstånd uppnåtts.

Damm och gasformig förorening av andra ämnen påverkar mätningen. Arbetet ska därför utföras under en skyddskåpa.

1.6.5   Testbetingelser

Mätningen ska göras vid ungefär 20 oC och hållas inom ±0,5 oC.

1.6.6   Testförfarande

De lösningar som ska mätas fylls i det noggrant rengjorda kärlet varvid skumbildning ska undvikas. Mätkärlet placeras på apparatens provbord. Bordsytan med mätkärlet ska höjas tills ringen är helt nedsänkt i den lösning som ska mätas. Därefter ska bordsytan sänkas gradvis och jämt (med en hastighet av ungefär 0,5 cm/min) för att lösgöra ringen från ytan tills den största kraften har uppnåtts. Det vätskelager som vidhäftar ringen får inte avlägsnas från ringen. När mätningen är gjord ska ringen åter nedsänkas helt i lösningen och mätningen upprepas till dess att ett konstant ytspänningsvärde erhålls. Den tid som går åt från överföring av lösningen till mätkärlet och tills mätningen görs ska antecknas för varje bestämning. Avläsningar ska göras vid den största kraft som behövs för att lösgöra ringen från vätskans yta.

2.   DATA

För att beräkna ytspänningen ska det på apparaten i mN/m avlästa värdet först multipliceras med kalibreringsfaktor Φa, eller Φb (beroende på vilken kalibreringsmetod som används). Detta ger endast ett ungefärligt värde som ska korrigeras.

Harkins och Jordan (se hänvisning 4) har empiriskt bestämt korrektionsfaktorer för ytspänningsvärden som är bestämda med ringmetoden. Dessa faktorer är beroende av ringens mått, vätskans densitet och dess ytspänning.

Eftersom det är besvärligt att för varje enskild mätning bestämma korrektionsfaktorn utifrån Harkins och Jordans tabeller, kan man vid beräkning av ytspänningen hos vattenlösningar använda den förenklade metoden att avläsa de korrigerade ytspänningsvärdena direkt i tabellen. (Interpolation ska användas för avläsningar som ligger mellan tabellvärdena.)

Tabell

Korrektion av den mätta ytspänningen

Endast för vattniga lösningar, ρ = 1 g/cm3

r

9,55 mm (genomsnittlig ringradie)

r

0,185 mm (ringtrådens radie)


Experimentellt värde (mN/m)

Korrigerat värde (mN/m)

Viktkalibrering (se 1.6.4.2.2 a)

Vattenkalibrering (se 1.6.4.2.2 b)

20

16,9

18,1

22

18,7

20,1

24

20,6

22,1

26

22,4

24,1

28

24,3

26,1

30

26,2

28,1

32

28,1

30,1

34

29,9

32,1

36

31,8

34,1

38

33,7

36,1

40

35,6

38,2

42

37,6

40,3

44

39,5

42,3

46

41,4

44,4

48

43,4

46,5

50

45,3

48,6

52

47,3

50,7

54

49,3

52,8

56

51,2

54,9

58

53,2

57,0

60

55,2

59,1

62

57,2

61,3

64

59,2

63,4

66

61,2

65,5

68

63,2

67,7

70

65,2

69,9

72

67,2

72,0

74

69,2

76

71,2

78

73,2

Denna tabell är utarbetat efter Harkins-Jordans korrektion och liknar den som finns i DIN-standarden (DIN 53914) för vatten och vattniga lösningar (densitet p = 1 g/cm3) och är avsedd för en kommersiellt tillgänglig ring med mitten R = 9,55 mm (genomsnittlig ringradie) och r = 0,185 mm (ringtrådens radie). Tabellen ger korrigerade värden för ytspänning som mätts efter kalibrering med vikt eller vatten.

Alternativt kan ytspänningen utan föregående kalibrering beräknas enligt följande formel:

Formula

där:

F

=

kraften mätt på dynamometern när hinnan bryts

R

=

ringens radie

f

=

korrektionsfaktorn (se hänvisning 1)

3.   RAPPORTERING

3.1   TESTRAPPORT

Testrapporten ska om möjligt innehålla minst följande uppgifter:

Använd metod.

Använd typ av vatten eller lösning.

Exakt specificering av ämnet (beteckning och orenheter).

Mätresultat: ytspänning (avläsning) med uppgift om både enskilda avläsningar och deras aritmetiska medelvärde och det korrigerade medelvärdet (med hänsyn tagen till apparaturfaktorn och korrektionstabellen).

Lösningens koncentration.

Testtemperaturen.

Den använda lösningens ålder, särskilt tidsåtgången mellan framställning och mätning av lösningen.

Beskrivning av ytspänningens tidsberoende efter överföring av lösningen till mätkärlet.

Alla uppgifter och upplysningar som är av betydelse för tolkningen av resultaten ska rapporteras, i synnerhet med avseende på orenheter och ämnets fysiska tillstånd.

3.2   TOLKNING AV RESULTAT

Med tanke på att destillerat vatten har en ytspänning av 72,75 mN/m vid 20 oC anses ämnen med en ytspänning på mindre än 60 mN/m bestämd genom denna metod vara ytspänningsaktiva ämnen.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

OECD, Paris, 1981, Test Guideline 115, rådets beslut K(S1) 30 slutligt.

2.

R. Weissberg ed.: Technique of Organic Chemistry, Physical Methods of Organic Chemistry, 3rd ed., Inter-science Publ., New York, 1959, vol. I, del I, kapitel XIV.

3.

Pure Appl. Chem., 1976, vol. 48, s. 511.

4.

Harkins, W. D., Jordan, H. R, J. Amer. Chem. Soc, 1930, vol. 52, s. 1751.

A.6   VATTENLÖSLIGHET

1.   METOD

De beskrivna metoderna är baserade på OECD:s riktlinjer för undersökning av kemikalier (se hänvisning 1).

1.1   INLEDNING

Vid utförande av detta test är det värdefullt att ha förhandskunskap om ämnets strukturformel, ångtryck, dissociationskonstant och hydrolys (som en funktion av pH-värdet).

Det finns inte någon enskild metod som kan användas över hela vattenlöslighetsområdet.

De två testmetoderna som beskrivs nedan täcker hela löslighetsområdet men kan inte tillämpas på flyktiga ämnen:

Den ena metoden, som tillämpas på väsentligen rena ämnen med låg löslighet (< 10-2 gram per liter) som ärstabila i vatten, kallas ”kolonnelueringsmetoden”.

Den andra metoden, som tillämpas på väsentligen rena ämnen med högre löslighet (> 10-2 gram per liter)som är stabila i vatten, kallas ”kolvmetoden”.

Det undersökta ämnets vattenlöslighet kan i hög grad påverkas av närvaron av orenheter.

1.2   DEFINITION OCH ENHETER

Ett ämnes löslighet i vatten anges av mättnadskoncentrationen av ämnet i vatten vid en viss temperatur. Lösligheten i vatten anges i viktenhet per volym lösning. SI-enheten är kg/m3 (gram per liter kan också användas).

1.3   REFERENSÄMNEN

Man behöver inte använda referensämnen varje gång ett nytt ämne ska undersökas. Referensämnen ska först och främst användas för att då och då kontrollera metoden och för jämförelse med resultat som uppnåtts med andra metoder.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Den ungefärliga mängd som behövs av provet och tiden som krävs för att uppnå mättnadskoncentrationen ska bestämmas i ett enkelt förberedande test.

1.4.1   Kolonnelueringsmetoden

Denna metod är baserad på eluering av provämnet med vatten från en mikrokolonn, som innehåller ett inert bärarmaterial, t.ex. glaspärlor eller sand, belagt med överskott av provämnet. Vattenlösligheten bestäms när eluatets viktkoncentration är konstant. Detta framkommer som en koncentrationsplatå som en funktion av tiden.

1.4.2   Kolvmetoden

Med denna metod löses ämnet (fasta ämnen pulvriseras) i vatten vid en temperatur något över testtemperaturen. När mättnad har uppnåtts avkyls blandningen och hålls under omrörning vid testtemperaturen så länge som krävs för att uppnå jämvikt (se hänvisning 2). Alternativt kan mätningen utföras direkt vid testtemperaturen, om man genom lämplig provtagning ser till att mättnadsjämvikt uppnås. Därefter bestäms ämnets viktkoncentration i vattenlösningen, som inte får innehålla olösta partiklar, med lämplig analysmetod.

1.5   KVALITETSKRITERIER

1.5.1   Repeterbarhet

För kolonnelueringsmetoden är det möjligt att uppnå < 30 %, och för kolvmetoden bör den vara < 15 %.

1.5.2   Sensitivitet

Sensitiviteten är beroende av analysmetoden, men det är möjligt att bestämma så låga viktkoncentrationer som 10-6 gram per liter.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Testbetingelser

Testet ska helst utföras vid 20 ±0,5 oC. Om man misstänker att lösligheten är temperaturberoende (> 3 % per oC), ska man även utföra tester vid två andra temperaturer, som ligger minst 10 oC över respektive under den först valda temperaturen. I detta fall ska temperaturen regleras till ±0,1 oC. Den valda temperaturen ska hållas konstant i alla relevanta delar av utrustningen.

1.6.2   Förberedande test

Till cirka 0,1 g av provet (fasta ämnen måste pulvriseras) i ett 10 ml graderat mätglas med glaspropp tillsätts stegvis ökade mängder destillerat vatten vid rumstemperatur enligt tabellen nedan:

0,1 g lösligt i ”x” ml vatten

0,1

0,5

1

2

10

100

> 100

Ungefärlig löslighet (gram/l)

> 1 000

1 000–200

200–100

100–50

50–10

10–1

< 1

Efter varje tillsättning av angiven mängd vatten skakas blandningen kraftigt i 10 minuter och kontrolleras visuellt så att det inte finns några olösta delar av provet. Om provet eller delar av det efter tillsättning av 10 ml vatten fortfarande inte är löst, ska experimentet upprepas i ett 100 ml mätglas med en större mängd vatten. Vid lägre löslighet kan det ta avsevärt längre tid att lösa upp ett ämne (24 timmar bör medges). Den ungefärliga lösligheten anges i tabellen under den volym av tillsatt vatten i vilken fullständig lösning av provet inträffar. Om ämnet fortfarande inte verkar vara löst ska 24 timmar tillåtas (högst 96 timmar) eller ytterligare utspädning göras för att säkerställa att kolonneluerings- eller kolvmetoden kan användas.

1.6.3   Kolonnelueringsmetoden

1.6.3.1   Bärarmaterial, lösningsmedel och elueringsmedel

Till kolonnelueringsmetoden ska ett inert bärarmaterial användas, t.ex. glaspärlor och sand. Ett lämpligt flyktigt lösningsmedel av analytisk reagenskvalitet ska användas till att överföra provämnet till bärarmaterialet. Som eluerings- eller lösningsmedel används vatten som omdestillerats i glas- eller kvartsapparaten.

Anmärkning:

Vatten direkt från en organisk jonbytare får inte användas.

1.6.3.2   Laddning av bärarmatenal

Ungefär 600 mg bärarmaterial vägs upp och överförs till en 50 ml rundbottnad kolv.

En lämplig, beräknad mängd av provämnet löses i det valda lösningsmedlet. En lämplig mängd av provlösningen tillsätts bärarmaterialet. Lösningsmedlet ska avdunstas fullständigt i t.ex. en rotationsindunstare; i annat fall uppnås inte vattenmättnad av bäraren till följd av fördelningseffekter pä bärarmaterialets yta.

Laddningen av bärarmaterial kan orsaka problem (felaktiga resultat) om provämnet avsätts som en olja eller i en annan kristallfas. Problemet ska undersökas experimentellt och rapporteras.

Det laddade bärarmaterialet ska ligga i blöt i ungefär två timmar i cirka 5 ml vatten, och därefter tillsätts suspensionen till mikrokolonnen. Alternativt kan det torra laddade bärarmaterialet tillsättas mikrokolonnen, som har fyllts med vatten, och därefter får det vila i ungefär två timmar tills jämvikt har uppnåtts.

Testförfarande:

Elueringen av ämnet från bärarmaterialet kan utföras på ett av två olika sätt:

Med cirkulationspump (se figur 1).

Med nivåkärl (se figur 4).

1.6.3.3   Kolonnelueringsmetoden med recirkulationspump

Apparatur

En schematisk uppställning av ett typiskt system visas i figur 1. En lämplig mikrokolonn visas i figur 2, även om valfri storlek kan användas, förutsatt att den uppfyller kriterierna för reproducerbarhet och sensitivitet. Kolonnen ska ha ett tomt utrymme på minst fem bäddvolymer vatten plus minst fem prover. Alternativt kan storleken minskas om mer lösningsmedel tillsätts som ersättning för de första fem bäddvolymerna, som avlägsnas med orenheter.

Kolonnen ska anslutas till en cirkulationspump med kapacitet att styra flöden på cirka 25 ml/timme. Pumpen ansluts med kopplingar av fluoretenplast (PTFE) och/eller glas. När kolonnen och pumpen kopplats ihop ska det vara möjligt att ta prover av eluatet och att hålla det tomma utrymmet i jämvikt vid atmosfäriskt tryck. Kolonnmaterialet stöds med en liten (5 mm) glasullspropp, som även fungerar som filter för partiklar. Recirkulationspumpen kan t.ex. vara en peristaltisk pump (noggrannhet ska iakttas så att slangmaterialet inte utsätts för förorening och/eller adsorption) eller en membranpump.

Mätförfarande

Flödet genom kolonnen startas. Flödeshastigheten bör vara ungefär 25 ml/timme (cirka 10 bäddvolymer/timme för den beskrivna kolonnen). De första fem bäddvolymerna (minimum) kasseras för att avlägsna vattenlösliga orenheter. Därefter körs cirkulationspumpen tills jämvikt har uppnåtts, dvs. när fem på varandra följande prover ger koncentrationer som slumpmässigt inte avviker mer än ± 30 %. Dessa prov ska vara åtskilda från varandra med tidsintervaller som motsvarar genomloppet av minst 10 bäddvolymer elueringsmedel.

1.6.3.4   Kolonnelueringsmetod med nivåkärl

Apparatur (se figur 4 och 3)

Nivåkärl: Anslutningen till nivåkärlet görs med användning av ett slipat glasövergångsstycke som kopplas med en PTFE-slang. Flödeshastigheten bör vara ungefär 25 ml/timme. Successiva fraktioner av eluatet ska samlas och analyseras efter den valda metoden.

Mätförfarande

Fraktioner från det mittersta elueringsområdet, där koncentrationerna är konstanta (± 30 %) vid minst fem på varandra följande fraktioner, används for att bestämma lösligheten i vatten.

I båda fallen (användning av recirkulationspump eller nivåkärl) utförs ännu ett försök med hälften så hög flödeshastighet som vid det första försöket. Om resultaten från de två försöken överensstämmer är testet tillfredsställande. Om lösligheten är större vid testet med lägre flödeshastighet, ska man fortsätta att halvera flödeshastigheten tills två på varandra följande test ger samma löslighet.

I båda fallen (användning av recirkulationspump eller nivåkärl) ska fraktionernas innehåll av kollodialt material kontrolleras med hjälp av Tyndall-effekten (ljusspridning). Förekomst av sådana partiklar innebär att resultaten är ogiltiga och testet måste upprepas efter förbättringar av kolonnens filtreringsfunktion.

Varje provs pH-värde ska registreras. Ytterligare ett försök utförs vid samma temperatur.

1.6.4   Kolvmetoden

1.6.4.1   Apparatur

Till kolvmetoden behövs följande material:

vanliga laboratorieglas och -instrument,

lämplig anordning för omskakning av lösningar under reglerade konstanta temperaturer,

en centrifug (helst termostatreglerad), om detta behövs för emulsioner, och

utrustning för analytisk bestämning.

1.6.4.2   Mätförfarande

Den mängd material som behövs för att mätta den önskade volymen vatten beräknas utifrån det förberedande testet. Den volym vatten som behövs är beroende av analysmetoden och löslighetsområdet. Ungefär fem gånger den materialmängd som bestämts enligt ovan beräknas för var och en av tre glasbehållare med glasproppar (t.ex. centrifugglas, kolvar). Den valda volymen vatten tillsätts i varje kärl, och kärlen tillsluts helt. De tillslutna kärlen omskakas därefter vid 30 oC. (En skaknings- eller omrörningsanordning som kan fungera vid konstant temperatur ska användas, t.ex. magnetomrörning i ett termostatreglerat bad.) Efter en dag tas det ena kärlet bort och får stå i 24 timmar vid testtemperaturen och ska omskakas då och då för att återuppnå jämvikt. Därefter centrifugeras innehållet i kärlet vid rumstemperatur och föreningens koncentration i den klara vattenfasen bestäms enligt lämplig analysmetod. De två andra kolvarna ska, efter att i två respektive tre dagar ha uppnått en första jämvikt vid 30 oC, behandlas likadant. Om koncentrationsresultaten från minst två av kärlen överensstämmer med den erforderliga reproducerbarheten, är testet tillfredsställande. Om resultaten från kärl 1, 2 och 3 visar en tendens att ge stigande värden, ska hela testet upprepas med användning av längre tider for uppnående av jämvikt.

Mätförfarandet kan också utföras utan föregående inkubation vid 30 oC. För att kunna bedöma graden av mättnadsjämvikt tas prover tills omrörningstiden inte längre påverkar testämnets koncentration.

Varje provs pH-värde ska registreras.

1.6.5   Analys

Helst ska en ämnesspecifik analysmetod användas till dessa bestämningar, eftersom små mängder av lösliga orenheter kan orsaka stora fel i den uppmätta lösligheten. Exempel på sådana metoder är: gas- eller vätskekromatografi, titreringsmetoder, fotometriska metoder och voltametriska metoder.

2.   DATA

2.1   KOLONNELUERINGSMETODEN

Medelvärdet och standardavvikelsen ska beräknas for minst fem på varandra följande prov, tagna vid mättnadsplatån. Resultaten ska anges i viktenheter per volymenhet lösning.

Genomsnittet från två tester med olika flödeshastigheter jämförs och repeterbarheten ska ligga under 30 %.

2.2   KOLVMETODEN

De enskilda resultaten ska anges för var och en av de tre kolvarna, och för de resultat som bedöms vara konstanta (repeterbarhet mindre än 15 %), ska medelvärdet beräknas och anges i viktenheter per volymenhet lösning. Om lösligheten ar mycket hög (> 100 gram per liter) kan det vara nödvändigt att omvandla viktenhet till volymenhet med hjälp av densiteten.

3.   RAPPORTERING

3.1   KOLONNELUERINGSMETODEN

Testrapporten ska om möjligt innehålla följande uppgifter:

Resultaten av det förberedande testet.

Exakt specificering av ämnet (beteckning och orenheter).

Koncentration, flödeshastighet och pH-värde för varje prov.

Medelvärde och standardavvikelse för minst fem prov från mättnadsplatån från varje försök.

Genomsnittet av de två successiva, acceptabla försöken.

Vattentemperaturen under mättnadsprocessen.

Använd analysmetod.

Arten av det använda bärarmaterialet.

Laddning av bärarmaterialet.

Använt lösningsmedel.

Tecken på eventuell kemisk instabilitet hos ämnena under testet och den använda metoden.

Alla upplysningar av betydelse för tolkningen av resultaten, särskilt i fråga om orenheter och ämnets fysiska tillstånd.

3.2   KOLVMETODEN

Rapporten ska om möjligt innehålla följande uppgifter:

Resultaten av det förberedande testet.

Exakt specificering av ämnet (beteckning och orenheter).

Enskilda analytiska bestämningar och, om fler än ett värde bestämdes, genomsnittet för varje kolv.

Varje provs pH-värde.

Genomsnittet av värdet för de olika kolvar som överensstämde.

Testtemperaturen.

Använd analysmetod.

Tecken på eventuell kemisk instabilitet hos ämnena under testet och den använda metoden.

Alla uppgifter och upplysningar som är av betydelse för tolkningen av resultaten, särskilt i fråga om orenheter och ämnets fysiska tillstånd.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

OECD, Paris, 1981, Test Guideline 105, rådets beslut K(81) 30 slutligt.

2.

NF T 20-045 AFNOR (Sept., 85). Chemical products for industrial use – Determination of water solubilityof solids and liquids with low solubility – Column elution method.

3.

NF T 20-045 AFNOR (Sept., 85). Chemical products for industrial use – Determination of water solubilityof solids and liquids with high solubility – Flask method.

Tillägg

Figur 1

Kolonnelueringsmetod med recirkulationspump

Image

Figur 2

En typisk mikrokolonn

(Alla mått anges i mm)

Image

Figur 3

En typisk mikrokolonn

(Alla mått anges i mm)

Image

Figur 4

Kolonnelueringsmetod med nivåkärl*

Image

A.8   FÖRDELNINGSKOEFFICIENT

1.   METOD

Den beskrivna ”skakkolvmetoden” är baserade på OECD:s riktlinjer för undersökning av kemikalier (se hänvisning 1).

1.1   INLEDNING

Vid utförande av detta test är det värdefullt att ha förhandskunskap om ämnets strukturformel, dissociationskonstant, hydrolys, löslighet i n-oktansyra och ytspänning.

Mätningar på joniserbara ämnen utförs på den icke-joniserade formen (fri syra eller fri bas), dvs. genom användning av en passande buffert med ett pH-värde av minst 1 enhet under (fri syra) eller över (fri bas) ämnets pK-värde.

Testmetoden omfattar två särskilda förfaranden: skakkolvmetoden och högpresterande vätskekromatografi (HPLC). Den första metoden är användbar när värden av log Pow (se definitionerna nedan) ligger mellan - 2 och 4, och den andra metoden i området mellan 0 och 6. Innan endera försöksmetoden inleds ska en preliminär uppskattning av fördelningskoefficienten erhållas.

Skakkolvmetoden kan endast användas för väsentligen rena ämnen som är lösliga i vatten och n-oktan. Den kan inte användas för ytaktiva ämnen (för vilka ett beräknat värde eller en uppskattning grundad på lösligheten i vatten respektive n-oktan bör finnas).

HPLC-metoden kan inte användas för starka syror och baser, metallkomplexer, ytaktiva ämnen och ämnen som reagerar med elueringsmedlet. För sådana material används ett beräknat eller uppskattat värde på grundval av lösligheten i n-oktan respektive vatten.

HPLC-metoden är mindre känslig än skakkolvmetoden för närvaron av orenheter i ämnet. Trots detta kan orenheter i vissa tillfällen göra det svårt att tolka resultaten eftersom toppvärden blir osäkra. För blandningar med ett oupplöst band anges en övre och nedre gräns för log P.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Fördelningskoefficienten (P) definieras som förhållandet mellan jämviktskoncentrationerna (ci) för ett ämne som lösts i ett tvåfassystem bestående av två i stort sett icke blandbara lösningsmedel. För n-oktansyra och vatten är

Formula

Fördelningskoefficienten (P) är således ett förhållande mellan två koncentrationer och uttrycks vanligtvis i form av dess logaritm för basen 10 (log P).

1.3   REFERENSÄMNEN

Skakkolvmetoden

Man behöver inte använda referensämnen varje gång ett nytt ämne ska undersökas. Referensämnen ska först och främst användas för att då och då kontrollera metoden och för jämförelse med resultat som uppnåtts med andra metoder.

HPLC-metoden

För att kunna korrelera uppmätta HPLC-data för ett ämne med dess P-värde måste en kalibreringskurva för log P mot kromatografiska data fastställas med användning av minst 6 referenspunkter. Det är upp till användaren att välja lämpliga referensämnen. När så är möjligt ska minst ett referensämne ha en Pow-värde som ligger över testämnets, och minst ett med ett Pow-värde under testämnets. För värden av log P under 4 kan kalibreringen baseras på data som erhållits genom skakkolvmetoden. För värden av log P över 4 kan kalibreringen baseras på validerade hänvisningsvärden om dessa motsvarar beräknade värden. För bättre noggrannhet är det att föredra att välja referensämnen som strukturmässigt liknar testämnet.

Det finns omfattande listor av värden av log Pow för många grupper av kemikalier (se hänvisningar 2 och 3). Om det inte finns data om fördelningskoefficienter för strukturmässigt besläktade ämnen kan en mer allmän kalibrering, upprättad med andra referensföreningar, användas.

I tillägg 2 finns en lista med rekommenderade referensämnen och deras Pow-värden.

1.4   TESTMETODSPRINCIPER

1.4.1   Skakkolvmetoden

För att kunna bestämma fördelningskoefficienten måste jämvikt uppnås mellan alla samverkande komponenter i systemet, och koncentrationerna av de ämnen som lösts i de två faserna måste bestämmas. En genomgång av litteraturen i detta ämne visar att man kan använda flera olika tekniker för att lösa detta problem, dvs. noggrann blandning av två faserna för bestämning av det undersökta ämnets jämviktskoncentration efter separation av faserna.

1.4.2   HPLC-metoden

HPLC utförs på analytiska kolonner packade med en kommersiellt tillgänglig fast fas innehållande långa kedjor av kolväte (t.ex. C8, C18) kemiskt bundna till kisel. Om kemikalier insprutas på en sådan kolonn kommer de att vandra genom den med olika hastigheter, eftersom deras fördelning mellan den mobila och den stationära fasen inte är densamma. Kemikalieblandningar elueras i ordningsföljd efter hydrofobicitet, varvid de vattenlösliga kemikalierna elueras först och de oljeupplösliga sist, i proportion till deras kolväte-/vattenfördelningskoefficient. Därefter kan sammanhanget mellan retentionstiden på en sådan kolonn (med omvänd fas) och n-oktan/vattenfördelningskoefficienten fastställas. Fördelningskoefficienten utleds av kapacitetsfaktorn k, som fås genom

Formula

där tR är testämnets retentionstid och to den genomsnittliga tid det tar för en lösningsmedelsmolekyl att komma igenom kolonnen (kolonnens dödtid).

Det krävs inga kvantitativa analysmetoder och det är endast nödvändigt att bestämma retentionstiden.

1.5   KVALITETSKRITERIER

1.5.1   Repeterbarhet

Skakkolvmetoden

För att säkerställa en exakt fördelningskoefficient ska dubbla bestämningar göras under tre olika testbetingelser, varvid såväl mängden av det angivna ämnet som förhållandet mellan lösningsmedlens volymer kan varieras. Bestämningen av fördelningskoefficientens värden uttryckta som deras allmänna logaritmer ska ligga inom ±0,3 logaritmenheter.

HPCL-metoden

För att öka tilltron till mätningen görs dubbla bestämningar. Värdena av log P beräknade på grundval av de individuella mätningarna ska ligga inom ett intervall av ±0,1.

1.5.2   Sensitivitet

Skakkolvmetoden

Metodens mätområde bestäms av analysförfarandets detektionsgräns. Denna bör vara tillräcklig för att medge bestämning av värden för log Pow i området - 2 till 4 (under vissa omständigheter kan detta område ökas till log Pow upp till 5) när koncentrationen av det lösta ämnet i endera fasen inte är större än 0,01 mol per liter.

HPLC-metoden

Med HPLC-metoden kan man uppskatta fördelningskoefficienter i log Pow-området från 0 till 6.

Normalt kan en förenings fördelningskoefficient uppskattas med en avvikelse av mindre än ± 1 från det värde som uppnås med skakkolvmetoden. Typiska korrelationer framgår i hänvisningarna (4, 5, 6, 7 och 8). Man upnår normalt större noggrannhet om man använder korrelationskurvor baserade på strukturmässigt besläktade referensämnen {se hänvisning 9).

1.5.3   Specificitet

Skakkolvmetoden

Nernsts fördelningslag gäller endast för utspädda lösningar vid konstant temperatur, tryck och pH-värde. Den gäller endast för ett rent ämne som fördelats mellan två rena lösningsmedel. Om flera olika lösta ämnen förekommer i den ena eller i båda faserna samtidigt, kan detta påverka resultaten.

Dissociation eller association av de lösta molekylerna resulterar i avvikelser från Nernsts fördelningslag. Sådana avvikelser framgår av det faktum att fördelningskoefficienten blir beroende av lösningens koncentration.

På grund av de många inblandade jämvikterna ska denna metod inte användas på joniserbara föreningar utan korrektion. För sådana föreningar kan man överväga att använda buffertlösningar i stället för vatten. I så fall ska buffertlösningens pH-värde ligga minst 1 enhet från ämnets pKa och detta pH-värdes inverkan på miljön ska beaktas.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Preliminär uppskattning av fördelningskoefficienten.

Fördelningskoefficientens värde kan företrädesvis uppskattas genom en enkel beräkning (se tillägg 1) eller, vid behov, på grundval av testämnenas löslighet i de rena lösningsmedlen (se hänvisning 10).

1.6.2   Skakkolvmetoden

1.6.2.1   Förberedelser

n-oktansyra: Fördelningskoefficienten ska bestämmas med användning av reagenser med mycket hög analytisk renhetsgrad.

Vatten: Destillerat eller omdestillerat vatten från glas- eller kvartsapparat ska användas. För joniserbara föreningar används buffertlösmngar i stället för vatten, om detta är motiverat.

Anmärkning:

Vatten som hämtats direkt från en jonbytare får inte användas.

1.6.2.1.1   Förmättnad a v lösningsmedlen

Innan en fördelningskoefficient bestäms mättas var och en av de faser som ingår i lösningsmedelssystemet ömsesidigt genom omskakning vid testtemperatur. För detta är det praktiskt att använda en mekanisk skakapparat, och låta den i 24 timmar skaka två stora stamkolvar med n-oktansyra med mycket hög analytisk renhetsgrad eller vatten, vardera innehållande tillräcklig mängd av det andra lösningsmedlet, varefter flaskorna får stå tillräckligt länge för att medge separation av faserna och för att uppnå ett mättnadstillstånd.

1.6.2.1.2   Testförberedelse

Testkärlet ska vara nästan helt fyllt av tvåfassystemet. Detta förhindrar materialförlust till följd av avdunstning. Förhållandet mellan volym och mängder ämne fastställs på grundval av följande:

Den preliminära uppskattningen av fördelningskoefficienten (se ovan).

Den minsta mängden testämne som behövs för analysförfarandet.

Begränsningen av en högsta koncentration i endera fasen på 0,01 mol per liter.

Tre test ska göras. I det första tillsätts det beräknade volymförhållandet av n-oktansyra till vatten; i det andra tillsätts dubbla volymen n-oktansyra; och i det tredje tillsätts halva volymen n-oktansyra (dvs. 1:1, 1:2, 2:1).

1.6.2.1.3   Testämne

En stamlösning framställs i n-oktansyra förmättad med vatten. Innan stamlösningen används för bestämning av fördelningskoefficienten ska dess faktiska koncentration bestämmas exakt. Denna lösning ska förvaras under stabila betingelser.

1.6.2.2   Testbetingelser

Testtemperaturen ska hållas konstant (± 1 oC) och ligga i området 20–25 oC.

1.6.2.3   Mätförfarande

1.6.2.3.1   Uppnående a v fördelningsjämvikt

För varje testbetingelse används två testkärl som vart och ett innehåller erforderliga, exakt mätta mängder av de två lösningsmedlen och den erforderliga mängden stamlösning.

Delarna n-oktansyra ska mätas per volym. Testkärlen ska antingen placeras i en lämplig skakapparat eller skakas för hand. Nar ett centrifugeringsglas används rekommenderas att snabbt vrida centrifugglaset 180o kring dess tväraxel så att all instängd luft stiger upp genom de två faserna. Erfarenheten visar att 50 sådana vridningar normalt är tillräckligt för att erhålla fördelningsjämvikt. För att vara säker på detta rekommenderas 100 vridningar under fem minuter.

1.6.2.3.2   Fasseparation

Vid behov kan blandningen centrifugeras för att separera faserna. Detta görs i en laboratoriecentrifug som hålls vid rumstemperatur, eller, om en centrifug utan temperaturreglering används, ska centrifugglasen minst en timme före analysen bringas i jämvikt med testtemperaturen.

1.6.2.4   Analys

För bestämningen av fördelningskoefficienten är det nödvändigt att bestämma koncentrationerna av testämnet i båda faserna. Detta kan man göra genom att för varje testbetingelse ta ett delprov av varje fas från varje glas och analysera dessa enligt det valda förfarandet. Den totala mängden ämne i båda faserna beräknas och jämförs med den mängd ämne som ursprungligen tillsattes.

Proven från vattenfasen ska tas på så sätt att risken att den innehåller spår av n-oktansyra minimeras: en glasspruta med avtagbar kanyl kan användas till att ta prov från vattenfasen. Sprutan ska först fyllas delvis med luft. Luften ska försiktigt pressas ut medan kanylen förs genom n-oktansyrafasen. En lämplig volym av vattenfasen dras upp i sprutan. Sprutan dras snabbt bort från lösningen och kanylen avlägsnas. Innehållet i sprutan kan sedan användas som vattenprovet. Koncentrationen i de två separerade faserna ska helst bestämmas med en ämnesspecifik metod. Exempel på fysisk-kemiska bestämningar som kan vara lämpliga är

fotometriska metoder,

gaskromatografi,

högpresterande vätskekromatografi (HPLC).

1.6.3   HPLC-metoden

1.6.3.1   Förberedelser

Apparatur

Det krävs en vätskekromatograf med pulsfri pump och passande detektionssystem. Användning av insprutningsventil med insprutningsspole rekommenderas. Närvaro av polära grupper i den stationära fasen kan väsentligt nedsätta HPLC-kolonnernas prestation. Till följd av detta måste de stationära faserna ha lägsta möjliga procentuella innehåll av polära grupper (se hänvisning 11). Ett kommersiellt mikroniserat fyllningsmaterial med omvänd fas eller färdigfyllda kolonner kan användas. Eventuellt kan en förkolonn placeras mellan insprutnings-systemet och den analyskolonnen.

Mobil fas

Metanol och vatten av HPLC-kvalitet används för att framställa elueringsvätskan, vilken avgasas innan användning. Isokratisk eluering används. Den använda metanol/vattenblandningen ska innehålla minst 25 % vatten. För eluering av föreningar med ett log P av 6 på en timme med en flödeshastighet av 1 ml/m räcker det vanligtvis med en blandning av metanol och vatten i förhållandet 3:1 (v/v). För föreningar med ett högt log P-värde kan det vara nödvändigt att minska elueringstiden (även för referensämnena) genom att utnyttja en mindre polär mobil fas eller en kortare kolonn.

Ämnen med mycket låg löslighet i n-oktan har en tendens att ge onormalt låga värden för log Pow med HPLC-metoden. Ibland följer sådana föreningars toppar lösningsmedelsfronten. Detta beror sannolikt på att fördelningsprocessen är för långsam för att jämvikt ska kunna uppnås inom tiden för en HPLC-separation. I detta fall kan en minskning av flödeshastigheten och/eller en minskning av metanol/vattenförhållandet vara effektivt för att erhålla ett pålitligt värde.

Både testämnet och referensämnen ska vara lösliga i den mobila fasen i en så hög koncentration att detta kan påvisas. Endast i undantagsfall får tillsättningsämnen användas till metanol/vattenblandningen, eftersom tillsättningsämnen kommer att ändra kolonnens egenskaper. För kromatografer med tillsättningsämnen ska man alltid använda en separat kolonn av samma slag. Om metanol/vatten inte är lämpligt kan man använda andra blandningar av vatten och organiska lösningsmedel, t.ex. etanol/vatten eller acetonitril/vatten.

För joniserbara ämnen är elueringsvätskans pH-värde kritiskt. Det ska ligga innanför kolonnens driftsområde, vilket normalt är från 2 till 8. Användning av buffert rekommenderas. Det är viktigt att undvika saltutfällning och försämring av kolonnen, vilket kan förekomma med vissa blandningar av organisk fas och buffert. HPLC-mätningar med kiselbaserade faser med pH över 8 rekommenderas inte eftersom alkalisk mobil fas kan leda till att kolonnens prestation hastigt försämras.

Lösningar

Referensämnen ska vara av renast möjliga kvalitet. För testning och kalibrering ska ämnena om möjligt lösas i den mobila fasen.

Försöksbetingelser

Temperaturen under mätningarna bör inte variera med mer än 2 K.

1.6.3.2   Mätningar

Beräkning av dödtiden t0

Dödtiden t0 kan bestämmas antingen med en homolog serie (t.ex. n-alkylmetylketoner) eller med organiska ämnen som inte hålls kvar (t.ex. thiourea eller formamid). För att beräkna dödtiden t0 pä grundval av en homolog serie insprutas minst sju element av en homolog serie, och retentionstiderna bestäms. Bruttoretentionstiderna tr(nc+1) avbildas mot tr(nc), och i regressionsekvationen

tr(nc + 1) = a + b tr(nc)

bestäms avskärningen a och hållningskoefficienten b (nc = antalet kolatomer). Dödtiden ges då genom

to = a/(l – b)

Kalibreringskurva

Nästa steg består i att konstruera en korrelationskurva av log k mot log P för passande referensämnen. I praktiken insprutas det samtidigt mellan fem och tio standardreferensämnen, om log P ligger i det förväntade området, och retentionstiderna bestäms, helst med en integrationsskrivare som är kopplad till detektionssystemet. Motsvarande logaritmer för kapacitetsfaktorerna, log k, beräknas och avsätts mot den log P som är bestämd genom skakkolvmetoden. Kalibreringen företas regelbundet, minst en gång om dagen, för att ta hänsyn till för eventuella ändringar i kolonnens prestation.

Bestämning av testämnets kapacitetsfaktor

Testämnet sprutas in som en så liten mängd mobil fas som möjligt. Retentionstiden bestäms (dubbla bestämningar), varefter kapacitetsfaktorn k kan beräknas. På grundval av korrelationskurvan över referensämnena kan testämnets fördelningskoefficient interpoleras. Vid mycket låga och mycket höga fördelningskoefficienter är det nödvändigt att extrapolera. I sådana fall måste man vara särskilt uppmärksam på regressionslinjens konfidens-gränser.

2.   DATA

Skakkolvmetoden

Tillförlitligheten av de bestämda P-värdena kan prövas genom en jämförelse mellan medelvärdena för de dubbla bestämningarna och det totala medelvärdet.

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska om möjligt innehålla följande uppgifter:

Exakt specificering av ämnet (beteckning och orenheter).

Om metoderna inte kan användas (t.ex. ytaktiva material), en beräknat värde eller en uppskattning på grundval av individuella n-oktan och vattenlöslighet.

Alla uppgifter och upplysningar av betydelse för tolkningen av resultaten, särskild i fråga om orenheter i ämnet och ämnets fysiska tillstånd.

För skakkolvmetoden:

Resultatet från en eventuell preliminär uppskattning.

Temperatur vid bestämningen.

Data om de analysförfaranden som används vid bestämning av koncentrationerna.

Eventuell centrifugeringstid och -hastighet.

De mätta koncentrationerna i båda faserna för varje bestämning. (Detta innebär att totalt 12 koncentrationer ska anges.)

Vikten på testämnet, den använda volymen av varje fas i varje testkärl och den totala beräknade mängden testämne som finns i varje fas efter uppnående av jämvikt.

De beräknade värdena för fördelningskoefficienten (P) och medelvärdet för varje uppsättning testbetingelser, liksom medelvärdet för alla bestämningar. Eventuella tecken på att fördelningskoefficienten är koncentrationsberoende ska anges i rapporten.

De enskilda P-värdenas standardavvikelse från genomsnittet.

Genomsnittsvärdet för P från alla bestämningar anges också som dess logaritm (bas 10).

Det beräknade teoretiska värdet av Pow, när detta värde är bestämt eller när det mätta värdet är > 104.

pH-värdet i vattnet som har använts och i vattenfasen under testet.

Motivering för användning av buffertlösningar i stället för vatten, deras sammansättning, koncentration och pH-värde samt vattenfasens pH-värde före och efter testet.

För HPLC-metoden:

Resultatet av en eventuell preliminär uppskattning.

Test- och referensämnen, och deras renhetsgrad.

Temperaturområde vid bestämningen.

Det pH-värde vid vilket bestämningarna gjorts.

Detaljerade uppgifter om analys- och förkolonn, rörlig fas och detektionssystem.

Retentionsdata och hänvisningsvärden för log P för referensämnen som använts vid kalibrering.

Detaljerade uppgifter om anpassning av retentionslinjen (log k mot log P).

Genomsnittliga retentionsdata och interpolerat log P-värde för testämnet.

Beskrivning av utrustning och driftsbetingelser.

Elueringsprofiler.

Den mängd test- och referensämne som tillförts kolonnen.

Dödtiden och hur den är uppmätt.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

OECD, Paris, 1981, Test Guideline 107, rådets beslut K(81) 30 slutligt.

2.

C. Hansch och A. j. Leo, Substituent Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology, John Wiley, New York, 1979.

3.

Log P and Parameter Database, A took for the quantitative prediction of bioactivity (C. Hasch, chairman, A. J. Leo, dir.) – Tillgänglig från Pomona College Medical Chemistry Project 1982, Pornona College, Claremont, California 91711.

4.

L. Renberg, G. Sundström och K. Sundh-Nygård, Chemosphere, 1980, vol. 80, s. 683.

5.

H. Ellgehausen, C. D'Hondt och R. Fuerer, Pestic. Sci., 1981, vol, 12, s. 219.

6.

B. McDuffie, Chemosphere, 1981, vol. 10, s. 73.

7.

W. E. Hammers et al., J. Chromatogr., 1982, vol. 247, s. 1.

8.

J. E. Haky och A. M. Youg, J. Liq. Chromat., 1984, vol. 7, s. 675.

9.

S. Fujisawa och E. Masuhara, J. Biomed. Mat. Res., 1981, vol. 15, s. 787.

10.

O. Jubermann, Verteilen und Extrahieren, in Methoden der Organischen Chemie (Houben Weyl), Allgemeine Laboratoriumpraxis (editerad av E. Muller), Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1958, band I/l, s. 223–339.

11.

R. F. Rekker och H. M. de Kort, Euro. J. Med. Chem,. 1979, vol. 14., s. 479.

12.

A. Leo, C. Hansch och D. Elkins, artition coefficients and their uses. Chem. Rev. 1971, vol. 71, s. 525.

13.

R. F. Rekker, The Hydrophobic Fragmental Constant, Elsevier, Amsterdam, 1977.

14.

NF T 20-043 AFNOR (1985). Chemical products for industrial use – Determination of partition coefficient – Flask shake method.

15.

C. V. Eadsforth och P. Moser, Chemosphere, 1983, vol. 12, s. 1459.

16.

A. Leo, C. Hansch och D. Elkins, Chem. Rev., 1971, vol. 71, s. 525.

17.

C. Hansch, A. Leo, S. H. Unger, K. H. Dim, D. Nikaitani och E. J. Lien, J. Med. Chem, 1973, vol. 16, s. 1207.

18.

W. B. Neely, D. R. Branson och G. E. Blau, Environ. Sci. Technol., 1974, vol. 8, s. 1113.

19.

D. S. Brown och E. W. Flagg, J. Environ. Qual., 1981, vol. 10, s. 382.

20.

J. K. Seydel och K. J. Schaper, Chemische Struktur und biologische Aktivität von Wirkstoffen, Verlag Chemiw, Weinheim, New York, 1979.

21.

R. Franke, Theoretical Drug Design Methods, Elsevier, Amsterdam, 1984.

22.

Y. C. Martin, Quantitative Drug Design, Marcel Dekker, New York, Basel, 1978.

23.

N. S. Nirrlees, S. J. Noulton, C. T. Murphy, P. J. Taylor; J. Med. Chem., 1976, vol. 19, s. 615.

Tillägg 1

Metoder för beräkning/uppskattning

INLEDNING

I Handbook of Chemical Property Estimation Methods finns en allmän introduktion till beräkningsmetoder, data och exempel (se hänvisning a).

Beräknade värden av Pow kan användas

för att bestämma vilken testmetod som är lämplig (skakkolvområde: log Pow: 2 till 4, HPLC-område: log Pow: 0 till 6),

för val av lämpliga testbetingelser (t.ex. referensämnen för HPLC-förfaranden, volymratio n-oktanol/vatten för skakkolvmetoden),

som en intern laboratoriekontroll vid eventuella försöksfel,

för att få en uppskattning av Pow i fall där testmetoderna inte kan tillämpas av tekniska skäl.

UPPSKATTNINGSMETOD

Preliminär uppskattning av fördelningskoefficient.

Fördelningskoefficientens värde kan uppskattas med hjälp av testsubstansens löslighet i rena lösningsmedel. För detta används:

Formula

BERÄKNINGSMETODER

Principen för beräkningsmetoderna

Alla beräkningsmetoder är baserade på formell fragmentering av molekylen i lämpliga understrukturer för vilka man har pålitlig kännedom om log Pow-inkrementer. Log Pow för hela molekylen beräknas sedan som summan av dess motsvarande fragmentvärden plus summan av korrektionsuttrycken för intramolekylär växelverkan.

En lista med fragmentkonstanter och korrektionsuttryck finns i hänvisningarna b, c, d och e. Vissa av dem uppdateras regelbundet (hänvisning b).

Kvalitetskriteria

Normalt avtar beräkningsmetodens pålitlighet i takt med komplexiteten hos den testade föreningen. För enkla molekyler med låg molekylvikt och en eller två funktionsgrupper kan en avvikelse av 0,1 till 0,3 förväntas mellan resultatet av olika fragmenteringsmetoder och det mätta värdet för log Pow. Felmarginalen kan vara ännu större för mer komplexa molekyler. Detta beror på pålitligheten och förekomsten av fragmentkonstanter, liksom möjligheten att känna igen intramolekylära växelverkningar (t.ex. väteförbindelser) och om korrektionstermen används korrekt (detta är inte ett lika stort problem med programvaran CLOGP-3). 1 fråga om joniserbara föreningar är det av stor betydelse att laddningen eller joniseringsgraden bedöms korrekt.

Beräkningsmetoder

Hansch Π-metoden

Den ursprungliga konstanten för hydrofoba substituenter, π, som införts av Fujita m.fl. (se hänvisning f) definieras genom

πx = log Pow (PhX) - log Pow (PhH)

I enlighet med dess definition är -metoden lämplig för aromatisk substitution. Det finns tabeller med -värden för ett stort antal substitutioner (se hänvisningar b, c och d). De används för beräkning av log Pow för aromatiska molekyler och understrukturer.

(e.g. πCl = log Pow (C6H5Cl) - log Pow (C6H6) = 2,84 - 2,13 = 0,71).

där Pow (PhX) är fördelningskoefficienten av ett aromatiskt derivat och Pow (PhH) är moderföreningens fördelningskoefficient

Rekkers metod

I enlighet med Rekker (se hänvisning g) beräknas värdet av log Pow på följande sätt:

Formula

där fi representerar olika molekylfragmentkonstanter och ai är den frekvens med vilken de förekommer i den molekyl som testas. Korrektionstermerna kan uttryckas som en integral multipel av en enda konstant Cm (den s.k. magiska konstanten). Fragmentkonstanterna fi ch Cm bestäms på grundval av en tabell med 1 054 experimentellt bestämda värden av Pow (825 föreningar) med användning av flerdimensionell regressionsanalys (se hänvisningar c och h). Växelverkningsuttrycken bestäms efter fastställda regler som beskrivs i hänvisningslitteraturen (se hänvisningar e, h och i).

Hansch-Leos metod

I enlighet med Hansch och Leo (se hänvisning c) beräknas värden av log Pow på följande sätt:

Formula

där fi representerar de olika molekylfragmentkonstanterna, Fi är korrektionsuttrycken och ai och bj är de motsvarande uppträdandefrekvenserna. På grundval av experimentellt bestämda värden av Pow har man genom att prova sig fram kunnat ställa upp en lista över atom- och gruppfragmentvärden och en lista över korrektionsuttryck Fj (s.k. faktorer). Korrektionsuttrycken har delats in i olika klasser (se hänvisningar a och c). Det är relativt komplicerat och tidsödande att ta hänsyn till alla regler och korrektionsuttryck. Programvarupaket har utvecklats för detta (se hänvisning b).

Kombinerad metod

Beräkningen av log Pow för komplexa molekyler kan förbättras betydligt om molekylen delas upp i större delstrukturer för vilka pålitliga log Pow-värden finns tillgängliga, antingen från tabeller (se hänvisningar b och c) eller från egna mätningar. Sådana fragment (t.ex. heterocykler, anthraquinon, azobensen) kan sedan kombineras med Hanschs Π-värden eller med Rekkers eller Leos fragmentkonstanter.

Anmärkningar

i)

Beräkningsmetoderna kan endast användas på helt eller delvis joniserade föreningar om det är möjligt att beakta de nödvändiga korrektionsfaktorerna.

ii)

Om intramolekylära väteförbindelser kan antas förekomma måste motsvarande korrektionstermer (ca +0,6 till +1,0 log Pow-enheter) läggas till (se hänvisning a). Indikationer av närvaron av sådana förbindelser kan erhållas från stereomodeller eller spektroskopiska data av molekylen.

iii)

Om flera tautomeriska former är möjliga används den mest sannolika formen som bas för beräkningen.

iv)

Revisioner av listor med fragmentkonstanter ska följas noggrant.

Rapportering

Vid användning av beräknings-/uppskattningsmetoder ska testrapporten om möjligt innehålla följande information:

Beskrivning av ämnet (blandning, orenheter etc).

Indikation av eventuella intramolekylära väteförbindelser, dissociation, laddning och andra eventuella särskilda förhållanden (t.ex. tautomeri).

Beskrivning av beräkningsmetoden.

Identifiering eller tillhandahållande av databas.

Särskilda val av fragment.

Fullständig dokumentation av beräkningen.

HÄNVISNINGAR

1.

W. J. Lyman, W. F. Reehl och D. H. Rosenblatt (ed.), Handbook of Chemical Property Estimation Methods, McGraw-Hill, New York, 1983.

2.

Pomona College, Medicinal Chemistry Project, Claremont, California 92711, USA, Log P Database och Med. Chem. Software (Program CLOGP - 3).

3.

C. Hansch och A. J. Leo, Substituent Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology, John Wiley, New York, 1979.

4.

A. Leo, C. Hansch, D. Elkins, Chem. Rev, 1971, vol. 71, s. 525.

5.

R. F. Rekker och H. M. de Kort, Euro. J. Med. Chem,. 1979, vol. 14, s. 479.

6.

6. T. Fujita, J. Iwasa och C. Hansch, J. Amer. Chem. Soc, 1964, vol. 86, s. 5175.

7.

R. F. Rekker, The Hydrophobic Fragmental Constant, Pharmacochemistry Library, Elsevier, New York, 1977, vol. 1.

8.

C. V. Eadsforth, P. Moser, Chemosphere, 1983, vol. 12, s. 1459.

9.

R. A. Scherrer, ACS, American Chemical Sociery, Washington D. C, 19S4, Symposium Senes 255, s. 225.

Tillägg 2

Rekommenderade referensämnen för HPLC-metoden

Nr

Referensämne

Log Pow

pKa

1

2-butanon

0,3

 

2

4-acetylpyndin

0,5

 

3

Anilin

0,9

 

4

Acetanilid

1,0

 

5

Bensylalkohol

1,1

 

6

p meloxilenol

1,3

pKa = 10,26

7

Fenoxyättiksyra

1,4

pKa = 3,12

8

Fenol

1,5

pKa = 9,92

9

2,4-dinitrofenol

1,5

pKa = 3,96

10

Bensonitril

1,6

 

11

Fenylättiknitril

1,6

 

12

4-metylbensenalkohol

1,6

 

13

Acetonfenon

1,7

 

14

2-nitrofenol

1,8

pKa = 7,17

15

3-nitrobcnsoesyra

1,8

pKa = 3,47

16

4-kloranilin

1,8

pKa = 4,15

17

Nitrobensen

1,9

 

18

Kanelalkohol

1,9

 

19

Bensoesyra

1,9

pKa = 4,19

20

p-kresol

1,9

pKa = 10,17

21

Kanelsyra

2,1

pKa = 3,89 cis 4,44 träns

22

Anisol

2,1

 

23

Metylbensoat

2,1

 

24

Bensen

2,1

 

25

3-metylbensoesyra

2,4

pKa = 4,27

26

4-klorfenol

2,4

pKa = 9,1

27

Trikloretylen

2,4

 

28

Atrazin

2,6

 

29

Etylbensoat

2,6

 

30

2,6-diklorbensonitril

2,6

 

31

3-klorbensoesyra

2,7

pKa = 3,82

32

Toluen

2,7

 

33

1-naftol

2,7

pKa = 9,34

34

2,3-dikloranilin

2,8

 

35

Monoklorbensen

2,8

 

36

Allyl-fenyleter

2,9

 

37

Bromobensen

3,0

 

38

Etylbensen

3,2

 

39

Bensofenon

3,2

 

40

4-fenylfenol

3,2

pKa = 9,54

41

Tymol

3,3

 

42

1,4-diklorbensen

3,4

 

43

Difenylamin

3,4

pKa = 0,79

44

Naftalen

3,6

 

45

Fenylbensoat

3,6

 

46

Isopropylbensen

3,7

 

47

2,4,6-triklorfenol

3,7

PKa = 6

48

Bifenyl

4,0

 

49

Bensylbensoat

4,0

 

50

2,4-dinitro-6 sec. butylfenol

4,1

 

51

1,2,4-triklorbensen

4,2

 

52

Dodekansyra

4,2

 

53

Difenyleter

4,2

 

54

n-butylbensen

4,5

 

55

Fenantren

4,5

 

56

Fluoranten

4,7

 

57

Dibensyl

4,8

 

58

2,6-difenylpyridin

4,9

 

59

Tnfenylamin

5,7

 

60

DDT

6,2

 

Andra referensämnen med låg log Pow

1

Nikotinsyra

-0,07

 

A.9   FLAMPUNKT

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Vid utförande av detta test är det värdefullt att ha förhandskunskap om ämnets brandfarlighet. Testförfarandet kan tillämpas på flytande ämnen vars ångor kan antändas av antändningskällor. De testmetoder som beskrivs i denna text är endast tillförlitliga för de flampunktsområden som anges för de enskilda metoderna.

Vid val av försöksmetod ska man ta hänsyn till en eventuell kemisk reaktion mellan ämnet och provbehållaren.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Flampunkten är den lägsta temperatur, korrigerad vid ett tryck av 101,325 kPa, vid vilken testvätskan i ett slutet testkärl, under de betingelser som definieras för testmetoden, utvecklar ånga i sådan mängd att en brandfarlig ång-luftblandning bildas i testkärlet.

Enheter: oC

t = T – 273,15

(t i oC och T i K)

1.3   REFERENSÄMNEN

Man behöver inte använda referensämnen varje gång ett nytt ämne ska undersökas. Referensämnen ska först och främst användas för att då och då kontrollera metoden och för jämförelse med resultat som uppnåtts med andra metoder.

1.4   TESTMETODSPRINCIPER

Ämnet placeras i ett testkärl och värms upp eller kyls ned till testtemperaturen i enlighet med det beskrivna förfarandet för de individuella testmetoderna. Antändningsförsök utförs för att fastställa om provet antänds vid testtemperaturen.

1.5   KVALITETSKRITERIER

1.5.1   Repeterbarhet

Repeterbarheten varierar med flampunktsområde och använd testmetod: högst ± 2 oC.

1.5.2   Sensitivitet

Sensitiviteten är beroende av använd testmetod.

1.5.3   Specificitet

Vissa testmetoders specificitet är begränsad till vissa flampunktsområden och avhängiga av ämnesrelaterade egenskaper (t.ex. hög viskositet).

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Förberedelser

Ett prov av testämnet placeras i en testapparat enligt 1.6.3.1 och/eller 1.6.3.2.

Av säkerhetsskäl rekommenderas att man för energiska eller toxiska ämnen endast använder en metod med en liten provstorlek, ca 2 cm3.

1.6.2   Testbetingelser

Apparaten ska, såvida detta är förenligt med säkerhetskraven, placeras fritt från drag.

1.6.3   Testförfarande

1.6.3.1   Jämviktsmetoden

Se ISO 1516, ISO 3680, ISO 1523, ISO 3679.

1.6.3.2   Icke-jämviktsmetoden

Abel-apparat:

Se BS 2000 del 170, NF M07-011, NF T66-009.

Abel-Pensky-apparat:

Se (EN 57), DIN 51755 del 1 (för temperaturer från 5 till 65 oC), DIN 51755 del 2 (för temperaturer under 5 oC), NF M07-036.

Tag-apparat:

Se ASTM D 56.

Pensky-Mårtens-apparat:

Se ISO 2719, EN 11, DIN 51758, ASTM D 93, BS 2000-34, NF M07-019.

Anmärkningar:

Om flampunkten, bestämd med en icke-jämviktsmetod enligt 1.6.3.2, konstateras vara 0 ± 2 oC, 21 ± 2 oC eller 55 ± 2 oC, ska den bekräftas med en jämviktsmetod med samma apparat.

Endast de metoder som kan utvisa flampunktstemperaturen får användas till en anmälan.

För att bestämma flampunkten för viskösa vätskor (färger, lim och liknande) som innehåller lösningsmedel, får endast apparatur och testmetoder som lämpar sig för bestämning av flampunkten för viskösa vätskor användas.

Se ISO 3679, ISO 3680, ISO 1523, DIN 53213 del 1.

2.

DATA

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska, om möjligt, innehålla följande uppgifter:

Exakt specificering av ämnet (beteckning och orenheter).

Den använda metoden ska anges liksom eventuella avvikelser.

Resultaten och kompletterande uppgifter av betydelse för tolkningen av resultaten.

4.   HÄNVISNINGAR

Inga.

A.10   ANTÄNDLIGHET (FASTA ÄMNEN)

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Vid utförande av detta test är det värdefullt att ha förhandskunskap om ämnets eventuella explosiva egenskaper. Testet utförs endast på pulverformiga, granulära och pastaaktiga ämnen.

För att inte ta med alla ämnen som kan antändas, utan endast de som brinner snabbt eller de som på ett eller annat sätt har särskilt farliga egenskaper vid förbränning, anses endast de ämnen vars förbränningshastighet överstiger ett visst gränsvärde vara lättantändliga.

Det kan vara särskilt farligt om glödningen fortsätter genom metallpulver eftersom en brand är mycket svår att släcka.

Metallpulver anses lättantändliga om glödningen kan breda ut sig i provet inom en viss tid.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Förbränningstiden uttrycks i sekunder.

1.3   REFERENSÄMNEN

Inte angivna.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Ämnet formas till ett 250 mm långt obrutet band och det företas ett preliminärt screeningtest för att bestämma om det, efter antändning med en gaslåga, sker en förbränning som breder ut sig med öppen låga eller genom glödning. Om glödningen breder ut sig mer än 200 mm av bandet inom en bestämd tid ska ett fullständigt testprogram utföras för bestämning av förbränningshastigheten.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Inte angivna.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Preliminärt screeningtest

Ämnet formas till ett obrutet band som är omkring 250 mm långt, 20 mm brett och 10 mm högt på en ickebrännbar, icke-porös dåligt värmeledande plats. En gaslåga (minsta diameter 5 mm) hålls vid den ena änden av pulverbandet tills pulvret fattar eld, dock högst 2 minuter (5 minuter för metallpulver och metallegeringar). Man noterar om förbränningen breder ut sig 200 mm över bandet under testperiodens 4 minuter (40 minuter för metallpulver). Om ämnet inte fattar eld eller förbränning med öppen låga eller genom glödning inte breder ut sig 200 mm över bandet under testperiodens 4 minuter (40 minuter) anses ämnet inte vara lättantändligt och ytterligare försök är inte nödvändiga. Om förbränningen i ämnet breder ut sig 200 mm över bandet på mindre än 4 minuter eller mindre än 40 minuter för metallpulver utförs nedanstående test (1.6.2).

1.6.2   Test för förbränningshastighet

1.6.2.1   Förberedelse

Pulverformiga eller granulära ämnen fylls löst packat i en form som har en längd av 250 mm och en triangelformad tvärsnittssektion med en invändig höjd av 10 mm och en invändig bredd av 20 mm. På ömse sidor om formen monteras i längdriktningen en sidoavgränsande metallplatta, som skjuter ut 2 mm ovanför den triangelformade tvärsnittssektionen (se figuren). Därefter låter man formen falla tre gånger från 2 cm höjd på ett fast underlag. Om så behövs fylls formen på igen. Därefter tas de sidoavgränsande metallplattorna bort och överskottsämne skrapas bort. En icke-brännbar, icke-porös dåligt värmeledande platta läggs över formen, apparaten vänds upp och ned och formen avlägsnas.

Pastaaktiga ämnen breds ut på en icke-brännbar, icke-porös dåligt värmeledande platta som en 250 mm lång korv med ett tvärsnitt av ungefär 1 cm2.

1.6.2.2   Testbetingelser

Om ämnet är fuktkänsligt ska testet utföras sä snabbt som möjligt efter det att ämnet har avlägsnats från behållaren.

1.6.2.3   Testförfarande

Anordna testhögen längs draget i ett dragskåp.

Luftdraget ska vara tillräckligt för att förhindra rök från att ta sig in i laboratoriet och ska inte ändras under testet. Ett dragskydd bör ställas upp runt apparaten.

En het flamma från en gasbrännare (minsta diameter 5 mm) används för att antända ena änden av högen.

När 80 mm av högen har bränts ska förbränningshastigheten över de nästa 100 mm mätas. Testet ska utföras sex gånger, varje gång på ett rent kallt underlag, såvida inte ett positivt resultat erhållits tidigare.

2.   DATA

Bränntiden från det preliminära screeningtestet (1.6.1) och den kortaste förbränningstiden som bestämts i upp till sex test (1.6.2.3) är nödvändiga för utvärderingen.

3.   RAPPORTERING

3.1   TESTRAPPORT

Testrapporten ska om möjligt innehålla minst följande uppgifter:

Exakt specificering av ämnet (identifiering och orenheter).

En beskrivning av ämnet som ska undersökas, dess fysiska tillstånd, inklusive fukthalt.

Resultat från det preliminära screeningtestet och från test av brännhastighet om sådant utförts.

Alla ytterligare upplysningar som är av betydelse för tolkningen av resultaten.

3.2   TOLKNING AV RESULTATEN

Pulverformiga, granulära eller pastaaktiga ämnen ska anses vara mycket brandfarliga om bränntiden vid en av testerna, som utförts enligt det i 1.6 beskrivna testförfarandet, är kortare än 45 sekunder. Metallpulver eller metallegeringar anses mycket lättantändliga om de kan antändas och lågan eller reaktionszonen breder ut sig över hela provet inom 10 minuter.

4.   HÄNVISNINGAR

NF T 20-042 (Sept. 85). Chemical products for industrial use. Determination of the flammability of solids.

Tillägg

Figur

Form och tillbehör för anordning av testhögen

(Alla mått i mm)

Image

A.11   ANTÄNDLIGHET (GASER)

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Denna metod gör det möjligt att bestämma om en gas blandad med luft vid rumstemperatur (cirka 20 oC) och atmosfäriskt tryck kan antändas och i så fall i vilket koncentrationsområde. Blandningar med ökande koncentrationer av testgasen i luft utsätts för en elektrisk gnista varvid iakttas om antändning sker.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Området för antändlighet är koncentrationsområdet mellan den nedre och övre explosionsgränsen. De nedre och övre explosionsgränserna är de koncentrationsgränser för den brandfarliga gasen i en blandning med luft vid vilken en flamma inte breder ut sig.

1.3   REFERENSÄMNEN

Inte angivet.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Koncentrationen av gasen i luft ökas stegvis och för varje steg utsätts blandningen för en elektrisk gnista.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Inte angivna.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Apparatur

Testkärlet består av en upprättstående glascylinder med en inre diameter på minst 50 mm och en höjd på minst 300 mm. Antändningselektroderna är placerade 3–5 mm från varandra och 60 mm ovanför cylinderns botten. Cylindern är utrustad med en tryckutlösningsöppning. Apparaten ska avskärmas för att begränsa eventuell explosionsskada.

Som antändningskälla används en stående induktionsgnista med en varaktighet på 0,5 sek. Denna gnista genereras av en högspänningstransformator med en utgångsspänning på 10–15 kV (högsta ingångseffekt 300 W). I hänvisning 2 visas ett exempel på en lämplig apparat.

1.6.2   Testbetingelser

Detta test ska utföras vid rumstemperatur (cirka 20 oC).

1.6.3   Testförfarande

Med användning av doseringspumpar införs en känd koncentration av gas i luft i glascylindern. En gnista förs genom blandningen och därvid iakttas om en flamma lösgör sig från antändningskällan och självständigt breder ut sig. Gaskoncentrationen varieras i steg på 1 % volym tills antändning sker enligt beskrivningen ovan.

Om man utifrån kännedom om gasens kemiska struktur kan förmoda att gasen inte kan antändas och att sammansättningen av den stökiometriska blandningen med luft kan beräknas, behöver man endast testa blandningar från 10 % under till 10 % över det stökiometriska blandningsförhållandet.

2.   DATA

Förekomsten av flamutbredning är den enda datauppgiften av betydelse för bestämning av denna egenskap.

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska om möjligt innehålla följande uppgifter:

Exakt specificering av ämnet (beteckning och orenheter).

En beskrivning av den använda apparaturen med måttangivelser.

Temperaturen vid vilken testet gjordes.

Undersökta koncentrationer och erhållna resultat.

Testresultaten: inte antändlig gas eller lättantändlig gas.

Om slutsatsen blir ”inte antändlig”, ska man ange det koncentrationsområde inom vilket provning med 1 % intervaller har skett.

Alla uppgifter och upplysningar som är av betydelse för tolkningen av resultaten ska rapporteras.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

NF T 20-041 (Sept. 85), Chemical products for industrial use. Determination of flammability of gases.

2.

W. Berthold, D. Conrad, T. Grewser, H. Grosse-Wortmann, T. Redeker och H. Schake. ”Entwicklung einer Standard-Apparatur zur Messung von Explosionsgrenzen”. Chem.-Ing.-Tech., 1984, vol. 56, 2, s. 126–127.

A.12   ANTÄNDLIGHET (KONTAKT MED VATTEN)

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Denna testmetod kan användas till att bestämma om ett ämne vid reaktion med vatten eller fuktig luft utvecklar farliga mängder gas som eventuellt är lättantändliga.

Testmetoden kan tillämpas på både fasta och flytande ämnen. Denna metod kan inte tillämpas på ämnen som antänds spontant i kontakt med luft.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Lättantändliga: Ämnen som vid kontakt med vatten eller fuktig luft utvecklar lättantändliga gaser i farliga mängder med en lägsta hastighet på 1 liter/kg per timme.

1.3   TESTMETODSPRINCIP

Ämnet testas enligt det stegförfarande som beskrivs nedan. Testet kan avbrytas vid antändning. Om man vet att ämnet inte reagerar våldsamt med vatten kan man börja med steg 4 (1.3.4).

1.3.1   Steg 1

Testämnet placeras i ett tråg innehållande destillerat vatten vid 20 oC och därvid iakttas om den utvecklade gasen antänds eller inte.

1.3.2   Steg 2

Testämnet placeras på ett filtrerpapper som flyter på ytan av en skål innehållande destillerat vatten vid 20 oC, och man iakttar om den utvecklade gasen antänds eller inte. Filtrerpapperet fyller endast funktionen att hålla ämnet kvar på plats för att öka möjligheten till antändning.

1.3.3   Steg 3

Testämnet formas till en hög, ungefär 2 cm hög och med 3 cm diameter. Ett par droppar vatten tillförs högen och man iakttar om den utvecklade gasen antänds eller inte.

1.3.4   Steg 4

Testämnet blandas med destillerat vatten vid 20 oC och gasutvecklingshastigheten mäts varje timme under sju timmar. Om utvecklingshastigheten efter sju timmar är oregelbunden eller ökande ska mättiden förlängas till högst fem dagar. Testet kan avbrytas om hastigheten vid något tillfälle överstiger 1 liter/kg per timme.

1.4   REFERENSÄMNE

Inte angivet.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Inte angivna.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Steg 1

1.6.1.1   Testbetingelser

Testet utförs vid rumstemperatur (ca 20 oC).

1.6.1.2   Testförfarande

En liten mängd (ungefär 2 mm diameter) av testämnet ska placeras i ett tråg innehållande destillerat vatten. Det iakttas om a) gas utvecklas och b) om gasen antänds. Om gasen antänds behöver ämnet inte undersökas ytterligare eftersom ämnet betraktas som farligt.

1.6.2   Steg 2

1.6.2.1   Apparatur

Ett filtrerpapper placeras flytande på ytan av destillerat vatten i lämpligt kärl, t.ex. en avdunstningsskål med 100 mm diameter.

1.6.2.2   Testbetingelser

Testet utförs vid rumstemperatur (ca 20 oC).

1.6.2.3   Testförfarande

En liten mängd av testämnet (ungefär 2 mm diameter) placeras i mitten av ett filtrerpapper. Det iakttas om a) gas utvecklas och b) om gasen antänds. Om gasen antänds behöver ämnet inte undersökas ytterligare eftersom ämnet betraktas som farligt.

1.6.3   Steg 3

1.6.3.1   Testbetingelser

Testet utförs vid rumstemperatur.

1.6.3.2   Testförfarande

Testämnet formas till en hög, ungefär 2 cm hög och med 3 cm diameter, med en liten fördjupning i toppen. Ett par droppar vatten tillsätts i fördjupningen och man iakttar om a) gas utvecklas och b) om gasen antänds. Om gasen antänds behöver ämnet inte undersökas ytterligare eftersom ämnet betraktas som farligt.

1.6.4   Steg 4

1.6.4.1   Apparatur

Apparaturen monteras enligt figuren.

1.6.4.2   Testbetingelser

Undersök om behållaren, i vilken testämnet finns, innehåller pulver < 500 μm (partikelstorlek). Om pulvret utgör mer än 1 % viktprocent av den totala mängden, eller om provet är sprött, ska hela ämnet malas till pulver innan det undersöks för att medge en minskning av partikelstorleken under lagring och hantering. I övrigt ska ämnet användas i det tillstånd det togs emot. Testet ska utföras vid rumstemperatur (20 oC) och atmosfäriskt tryck.

1.6.4.3   Testförfarande

10 till 20 ml vatten tillsätts i apparatens dropptratt, och 10 g av ämnet placeras i den koniska kolven. Den gasvolym som utvecklas kan mätas med lämplig metod. Kranen på dropptratten öppnas för att släppa in vattnet i den koniska kolven och ett stoppur startas. Gasutvecklingen mäts varje timme under en sjutimmarsperiod. Om gasutvecklingen är oregelbunden under denna period, eller om hastigheten för gasutvecklingen ökar vid slutet av denna period, fortsätter mätningarna i upp till fem dagar. Om gasutvecklingen vid någon tidpunkt överstiger 1 liter/timme kan testet avbrytas. Detta test ska utföras tre gånger.

Om gasens kemiska identitet är okänd ska gasen analyseras. Om gasen innehåller mycket brandfarliga komponenter och det är okänt om hela blandningen är mycket farlig, ska en blandning med samma sammansättning framställas och undersökas enligt testmetod A.11.

2.   DATA

Ämnet anses farligt om

spontan antändning sker under testförfarandet,

eller

brandfarlig gas utvecklas i högre mängd än 1 liter/kg substans per timme.

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska om möjligt innehålla följande uppgifter:

Exakt specificering av ämnet (beteckning och orenheter).

Uppgifter om eventuell inledande behandling av testämnet.

Testresultaten (steg 1, 2, 3 och 4).

Den utvecklade gasens kemiska sammansättning.

Gasens utvecklingshastighet och steg 4 (1.6.4) utfördes.

Eventuella ytterligare upplysningar som är av betydelse för tolkningen av resultaten.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

Recommendations on the transport of dangerous goods, test and criteria, 1990, United Nations, New York.

2.

NF T 20-040 (Sept. 85). Chemical products for industrial use. Determination of the flammability of gases formed by the hydrolysis of solid and liquid products.

Tillägg

Figur

Apparatur

Image

A.13   PYROFORISKA EGENSKAPER HOS FASTA OCH FLYTANDE ÄMNEN

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Testförfarandet kan tillämpas på fasta och flytande ämnen som i små mängder antänds spontant kort tid efter det att de har kommit kontakt med luft vid rumstemperatur (cirka 20 oC).

Ämnen som kräver timmar eller dagar vid rumstemperatur eller förhöjd temperatur innan de självantänds omfattas inte av denna testmetod.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Ämnen anses vara mycket brandfarliga om de antänds eller förkolnar under de betingelser som beskrivs i 1.6.

Det kan även vara nödvändigt att undersöka vätskors självantändlighet med metod A.15: Självantändlighetstemperatur (vätskor och gaser).

1.3   REFERENSÄMNEN

Inte angivna.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Ämnet, fast eller flytande, blandas med en inaktiv bärare och får under fem minuter vara i kontakt med luften vid rumstemperatur. Flytande ämnen som inte fattar eld absorberas sedan de på filterpapper och utsätts under fem minuter för luftens påverkan vid rumstemperatur (cirka 20 oC). Fasta och flytande ämnen som fattar eld och vätskor som fattar eld eller får filterpappret att förkolna anses vara självantändliga.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Repeterbarhet: Av säkerhetsskäl räcker det med ett positivt resultat för att ämnet ska bedömas vara självantändligt.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Apparatur

En porslinskopp, diameter ca 10 cm, fylls med kiselgur upp till ungefär 5 mm höjd vid rumstemperatur (ca 20 oC).

Anmärkning:

Kiselgur eller annat jämförbart inert ämne som är allmänt tillgängligt ska anses vara representativt för jord på vilken testämnet kan spillas ut vid en olyckshändelse.

Det behövs ett torrt filterpapper för att testa vätskor som inte fattar eld vid kontakt med luften när de blandas med en inaktiv bärare.

1.6.2   Testförfarande

a)   Pulverformiga fasta ämnen

1–2 cm3 av det pulverformiga testämnet hälls från cirka 1 m höjd på en icke brännbar yta, varvid iakttas om ämnet antänds under fallet eller innan det har gått fem minuter efter det att det har lagt sig.

Testet utförs sex gånger såvida inte antändning sker.

b)   Vätskor

Cirka 5 cm3 av testvätskan hälls i den förberedda porslinskoppen, varvid iakttas om ämnet antänds inom fem minuter.

Orn inte antändning sker i något av de sex testerna utförs följande test:

Med en injektionsspruta sprutas 0,5 ml av provet på ett böjt filterpapper och det observeras om antändning eller förkolning av filterpappret sker inom fem minuter. Testet utförs tre gånger såvida inte antändning eller förkolning sker.

2.   DATA

2.1   TOLKNING AV RESULTAT

Testet kan avbrytas så snart som ett av testen ger positivt resultat.

2.2   UTVÄRDERING

Om ämnet fattar eld inom fem minuter efter det har tillsatts till en inaktiv bärare och exponeras för luft, eller en vätska får en bit filterpapper att förkolna eller fatta eld inom fem minuter efter det att ämnet tillsatts och utsatts för luftens påverkan anses ämnet självantändligt.

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska om möjligt innehålla följande uppgifter:

Exakt specificering av ämnet (beteckning och orenheter).

Testresultaten.

Eventuella ytterligare upplysningar som är av betydelse för tolkningen av resultaten.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

NF T 20-039 (Sept. 85). Chemical products for industrial use. Determination of the spontaneous flammability of solids and liquids.

2.

Recommendations on the Transport of Dangerous Goods, Test and Criteria, 1990, United Nations, New York.

A.14   EXPLOSIVA EGENSKAPER

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Metoden innefattar ett testschema för att bestämma om ett fast, flytande eller pastaaktigt ämne eller preparat utgör en explosionsfara om det utsätts för påverkan av en öppen låga (värmesensitivitet) eller slag- eller friktionspåverkan (sensitivitet för mekanisk påverkan) och om ett flytande ämne utgör en explosionsfara om det utsätts för påverkan av en öppen låga eller slag.

Metoden består av tre delar:

a)

test av värmesensitiviteten (se hänvisning 1),

b)

test av mekanisk sensitivitet avseende slagpåverkan (se hänvisning 1),

c)

test av mekanisk sensitivitet avseende friktionspåverkan (se hänvisning 1).

Metoden ger data för att utvärdera sannolikheten att det vid vissa ovanliga påverkningar framkallas en explosion. Metoden är inte avsedd att säkerställa om ett ämne över huvud taget kan explodera.

Metoden är lämplig för att bestämma om ett ämne innebär en explosionsfara (värme- och mekanisk känslighet) under de särskilda betingelser som anges i direktivet. Metoden grundas på ett antal apparater som är allmänt använda internationellt (se hänvisning 1) och som vanligtvis ger användbara resultat. Det erkänns att metoden inte är definitiv. Alternativ apparatur kan användas förutsatt att den är internationellt erkänd och att de erhållna resultaten kan korreleras med de resultat som erhållits med den angivna apparaturen.

Testen behöver inte utföras om det enligt föreliggande termodynamiska uppgifter (t.ex. bildningsvärme, nedbrytningsvärme) och/eller frånvaro av vissa reaktiva grupper (se hänvisning 2) i strukturformeln är ställt utom rimligt tvivel att ämnet inte kan brytas ned, bilda gaser och frigöra värme mycket snabbt (dvs. materialet utgör inte någon explosionsrisk). Ett test av mekanisk sensitivitet avseende friktion krävs inte för flytande ämnen.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Explosiva:

Ämnen som kan explodera när de utsätts för en öppen låga eller som är känsliga för slag och friktion i den angivna apparaturen (eller är mer mekaniskt känsliga än 1,3-dinitrobensen i alternativ apparatur).

1.3   REFERENSÄMNE

1,3-dinitrobensen, teknisk kristallinprodukt som siktats genom 0,5 mm, för friktions- och slagpåverkanmetoden.

Perhydro-l,3,5-trinitro-l,3,5-triazin (RXD, hexogen, cyclonit – CAS 121-82-4), omkristalliserad från vattnigt cyclohexanon, våtsiktad genom en 250 μm och bibehållen i en 150 μm sil, torkad vid 103 ± 2 oC (i 4 timmar) för den andra serien av friktions- och slagtester.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Förberedande tester är nödvändigt för att fastställa säkra betingelser för utförandet av de tre sensitivitetstestet:

1.4.1   Test för säkerhet vid hantering (se hänvisning 3)

Av säkerhetsskäl ska, innan huvudtestet inleds, mycket små prov (cirka 10 mg) av ämnet utsättas för upphettning, utan att vara inneslutna, med en gaslåga, för slagpåverkan i lämplig typ av apparatur och friktionspåverkan genom användning av en hammare mot ett städ eller någon typ av friktionsmaskin. Syftet är att fastställa om ämnet är så sensitivt och explosivt att de föreskrivna sensitivitetstesterna, särskilt test av värmekänsligheten, ska utföras med särskilda försiktighetsåtgärder för att undvika att den som utför testen skadas.

1.4.2   Värmekänslighet

Metoden innebär att ämnet värms upp i ett stålrör som stängs med en strypfläns med olika håldiametrar. På detta sätt kan man bestämma om ämnet är benäget att explodera under intensiv värmepåverkan vid väl definierad inneslutning.

1.4.3   Mekanisk känslighet (slagpåverkan)

Metoden innebär att ämnet utsätts för slagpåverkan från en bestämd massa från en bestämd höjd.

1.4.4   Mekanisk känslighet (friktion)

Metoden innebär att ämnet eller preparatet utsätts för friktion mellan standardytor under specificerade betingelser för belastning och relativ rörelse.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Inte angivna.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Värmekänslighet (effekt av öppen liga)

1.6.1.1   Apparatur

Apparaturen består av ett engångsstålrör med en återanvändbar stängningsanordning (se figur 1) som placeras i en uppvärmnings- och skyddsanordning. Röret är tillverkat av djupdragen stålplåt (se tillägg) och har en innerdiameter av 24 mm, en längd av 75 mm och en väggtjocklek av 0,5 mm. I den öppna änden är röret flänsat så att det kan slutas med strypflänsanordningen (figur 1). Detta består av en tryckmotståndskraftig skyddsfläns med ett hål i mitten, som är stadigt förankrad till ett rör genom ett tvådelat skruvförband (mutter och gängad krage). Muttern och den gängade kragen är tillverkade av krom-manganstål (se tillägg), vilket är gnistfritt upp till 800 oC. Det finns strypflänsar med en rad olika håldiametrar, som är gjorda av 6 mm tjockt värmebeständigt stål (se tillägg).

1.6.1.2   Testbetingelser

Normalt testas ämnet i den form det är mottaget, men i vissa fall, t.ex. om det är pressat, gjutet eller på annat sätt sammanpressat, kan det vara nödvändigt att testa ämnet efter sönderdelning.

För fasta ämnen bestäms den mängd material som ska användas för varje test genom ett förfarande i två steg. I det första steget fylls ett tarterat rör med 9 cm 3av ämnet som sammanpressas med en kraft av 80 N fördelat över hela rörtvärsnittet. Av säkerhetsskäl, eller om ämnet kan ändra fysisk form vid kompression, kan andrapåfyllningsförfaranden användas. Sammanpressning är t.ex. inte lämpligt om ämnet är mycket friktionskänsligt. Om materialet kan komprimeras tillsätts och sammanpressas mera tills röret är fyllt till en höjd av 55 mm från överkanten. Den totala mängd som har använts för att fylla röret till denna höjd bestäms och ytterligare 2 portioner som sammanpressas med en kraft av 80 N tillsätts. Därefter tillsätts material genom sammanpressning eller så avlägsnas material tills röret är fyllt till 15 mm från överkanten. Det andra steget består i att en tredjedel av den samlade mängd som användes i det första steget tillsätts och sammanpressas. Därefter tillsätts ytterligare 2 portioner som sammanpressas med en kraft av 80 N och materialets höjd i röret justeras till 15 mm från överkanten genom tillsättning eller avlägsnande av material. Vid varje försök används den mängd fast ämne som har fastställts i detta andra steg. Påfyllningen sker i tre lika stora portioner som var och en komprimeras till 9 cm3 med den kraft som krävs. (Detta är lättast att göra genom användning av avståndsringar.)

Vätskor och geléaktiga ämnen fylls i röret till en höjd av 60 mm varvid försiktighet iakttas med geléaktiga ämnen för att undvika luftbubblor under påfyllning. Den gängade kragen förs upp på röret underifrån, den valda strypflänsen sätts in och muttern åtstramas efter smörjning med ett molybdensulfidbaserat smörjmedel. Det är viktigt att kontrollera att inget ämne har fastnat mellan flänsen och plattan eller i gängorna.

Uppvärmningen sker med propan, som från en industriell cylinder med tryckreglator (60–70 mbar) leds genom en mätare och fördelas jämnt till fyra brännare genom en anslutning (vilket kontrolleras genom visuell inspektion av brännarnas lågor).

1.6.1.3   Testförfarande

Varje test pågår tills röret antingen sönderdelas eller har varit uppvärmt i 5 minuter. Ett test vid vilket röret sönderdelas i tre eller flera fragment, som eventuellt hänger ihop med smala metallstrimlor enligt figur 2, betraktas som en explosion. Ett test som leder till färre fragment eller ingen fragmentering betraktas inte som en explosion.

Först utförs tre tester med en strypfläns med ett 6 mm hål, och om ingen explosion sker utförs ytterligare tre test med en strypfläns med ett 2 mm hål. Om explosion sker under ett av dessa tester är ytterligare testning inte nödvändig.

1.6.1.4   Utvärdering

Testresultatet anses positivt om en explosion inträffar i en av ovan nämnda testserier.

1.6.2   Mekanisk sensitivitet (slagpåverkan)

1.6.2.1   Apparatur (figur 4)

En typisk fallhammarapparatur består i huvudsak av ett gjutstålsblock med fot, städ, pelare, gejder, fallvikter, utlösningsmekanism och provhållare. Stålstädet, 100 mm (diameter) × 70 mm (höjd) är fastskruvat ovanpå ett stålblock, 230 mm (längd) × 250 mm (bredd) × 200 mm (höjd) med gjuten fot, 450 mm (längd) × 450 mm (bredd) × 60 mm (höjd). En pelare bestående av en heldraget stålrör är fastsatt i en hållare som är fastskruvad bak på stålblocket. Apparaten är förankrad i ett massivt betongblock, 60 x 60 x 60 cm med fyra skruvar, så att gejderna är fullständigt lodräta och fallvikterna kan falla fritt. Det finns fallvikter på 5 och 10 kg framställda i massivt stål. Slagvikternas slagyta är av härdat stål, HRC 60–63, och har en diameter av minst 25 mm.

Provet placeras i en slaganordning som består av två massiva stålcylindrar som är placerade koaxialt ovanför varandra i en ihålig cylindrisk styrring av stål. Stålcylindrarna ska ha en diameter av 10 (–0,003, –0,005) mm och en höjd av 10 mm och ha polerade ytor, rundade kanter (kurvradie 0,5 mm) och en hårdhet av HRC 58–65. Den ihåliga cylindern ska ha en utvändig diameter av 16 mm, en polerad urborrning av 10 (+0,005, +0,010) mm och en höjd av 13 mm. Slaganordningen samlas på ett mellanstäd (diameter 26 mm, höjd 26 mm) av stål och centreras med en ring i vilken det finns perforeringar för att leda bort rökgaser.

1.6.2.2   Testbetingelser

Provet ska ha en volym på 40 mm3 eller en volym som passar till en alternativ apparatur. Fasta ämnen testas i torrt tillstånd och förbereds enligt följande:

a)

Pulverformiga ämnen siktas (siktstorlek 0,5 mm); allt som har passerat sikten används till testet.

b)

Pressade, gjutna eller på annat sätt sammanpressade ämnen sönderdelas och siktas, siktfraktioner från 0,5–1 mm i diameter används vid testet.

Ämnen som normalt förekommer i pastaform bör om möjligt testas i torrt tillstånd och under alla omständigheter efter borttagning av så mycket upplösningsmedel som möjligt. Vätskor testas med ett avstånd av 1 mm mellan den översta och den nedersta stålcylindern.

1.6.2.3   Testförfarande

En serie av sex tester utförs i vilka den 10 kg tunga massan får falla från 0,40 m (40 J). Om en explosion erhålls under de sex testerna vid 40 J måste en andra serie bestående av sex tester utföras i vilka en 5 kg tung massa får falla från 0,15 m (7,5 J). I andra apparaturer jämförs provet med det valda referensämnet med användning av ett fastställt förfarande (tvåslagsteknik osv.).

1.6.2.4   Utvärdering

Testresultatet anses positivt om en explosion (eldutveckling och knall är likvärdiga med explosion) inträffar minst en gång i ett av testerna med den beskrivna slagapparaturen eller provet är mer sensitivt än 1,3-dinitrobensen eller RXD i en alternativt slagpåverkantest.

1.6.3   Mekanisk sensitivitet (friktion)

1.6.3.1   Apparatur (figur 5)

Friktionsapparaturen består av en bottenplatta av gjuten stål på vilken själva friktionsanordningen är monterad. Denna består av en fast porslinspinne och rörliga porslinsplåtar. Porslinsplåten är fäst i en glidbar vagga som rör sig mellan två skenor. Vaggan drivs via en drivstång, en excentrisk trissa och en överföringsväxel av en elektrisk motor på sådant sätt att porslinsplåten rörs under porslinspinnen med en bakåt- och framåtgående rörelse på 10 mm. Porslinspinnen ska belastas med t.ex. 120 eller 360 newton.

Porslinsplattorna är tillverkade av vitt tekniskt porslin (uppruggningsdjup 9–32 μm) och har dimensionerna 25 mm (längd) × 25 mm (bredd) × 5 mm (höjd). Även den cylindriska porslinspinnen är tillverkad av vitt tekniskt porslin, är 15 mm lång, har en innerdiameter på 10 mm och uppruggade sfäriska ändytor med en rundningsradie på 10 mm.

1.6.3.2   Testbetingelser

Provet ska ha en volym av 10 mm3 eller en volym som passar till en alternativ apparatur.

Fasta ämnen testas i torrt tillstånd och förbereds enligt följande:

a)

Pulverformiga ämnen siktas (siktstorlek 0,5 mm); allt som har passerat sikten används till testet.

b)

Pressade, gjutna eller på annat sätt sammanpressade ämnen sönderdelas och siktas, siktfraktioner < 0,5 mm i diameter används vid testet.

Ämnen som normalt förekommer i pastaform bör om möjligt testas i torrt tillstånd. Om ämnet inte kan testas i torrt tillstånd ska pastan (efter borttagning av så mycket upplösningsmedel som möjligt) testas som en 0,5 mm tjock, 2 mm bred och 10 mm lång film, som framställs med en speciell form.

1.6.3.3   Testförfarande

Porslinspinnen anbringas på testprovet och vikten hängs på. När testet utförs ska slipmärkena på porslinsplattan ligga tvärs emot rörelseriktningen. Kontrollera noggrant att pinnen vilar på provet, att tillräckligt med testämne ligger under pinnen och att plattan rör sig korrekt under pinnen. För pastaaktiga ämnen används en 0,5 mm tjock form med en hål av 2 × 10 för att anbringa ämnet på plattan. Porslinsplattan ska flytta sig 10 mm fram och tillbaka under porslinspinnen under 0,44 sekunder. Varje del av porslinsplattan och porslinspinnen får endast användas en gång. Varje pinnes två ändar räcker till två försök och de två ytorna på en platta räcker vardera för tre försök.

Sex försök med en belastning av 360 N utförs. Om en explosion förekommer i ett av dessa sex försök utförs en ny serie med sex försök med en belastning av 120 N. I andra apparater jämförs proven med det valda referensämnet med hjälp av ett fastställt förfarande (t.ex. up- and down-teknik).

1.6.3.4   Utvärdering

Testresultatet anses positivt om en explosion (krepitation, eldutveckling och knall är likvärdiga med explosion) inträffar minst en gång i ett av testerna med den beskrivna friktionsapparaturen eller de motsvarande kriterierna i ett alternativ friktionstest är uppfyllda.

2.   DATA

Ett ämne anses i princip vara explosionsfarligt i direktivets bemärkelse om ett positivt resultat erhålls i testet av värmesensitivitet, slagpåverkantest eller friktionspåverkantest.

3.   RAPPORTERING

3.1   TESTRAPPORT

Testrapporten ska om möjligt innehålla minst följande uppgifter:

Testämnets beteckning, sammansättning, renhet, fukthalt osv.

Provets fysiska form och om det har krossats, brutits eller siktats.

Iakttagelser under värmesensitivitetstestet (t.ex. provmassa, antal fragment).

Iakttagelser under testet av mekanisk känslighet (t.ex. avsevärd rökutveckling eller fullständig nedbrytning utan knall, lågor, gnistor, sprakning).

Resultat för varje test.

Vetenskapliga grunder för eventuell användning av alternativ apparatur, samt tecken på korrelation mellan resultat som erhållits med beskriven apparatur och de som erhållits med likvärdig apparatur.

Alla relevanta kommentarer, t.ex. hänvisning till test med liknande produkter, som kan vara av betydelse för en korrekt tolkning av resultaten.

Alla ytterligare kommentarer som är relevanta för tolkning av resultaten.

3.2   TOLKNING OCH UTVÄRDERING AV RESULTAT

I testrapporten ska alla resultat som anses vara falska, avvikande eller icke representativa anges. Om något resultat ska bortses från ska en förklaring ges och resultaten av ett alternativt eller kompletterande test anges. Om ett avvikande resultat inte kan förklaras på detta sätt ska det godtas för vad det är och i enlighet därmed användas vid klassificering av ämnet.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

Recommendations on the Transport of Dangerous Goods: Test and criteria., 1990, Förenta nationerna, New York.

2.

Bretherick, L., Handbook of Reactive Chemical Hazards, 4th edition, Butterworths, London, ISBN 0-750- 60103-5, 1990.

3.

Koenen, H., Ide, K. och Swart, K. H., Explosivstoffe, 1961, vol. 3, s. 6–13 och 30–42.

4.

NF T 20-038 (Sept. 85), Chemical products for industrial use – Determination of explosion risk.

Tillägg

Exempel på materialspecifikation för värmesensitivitetstestet (se DIN 1623)

1.

Rör: Materialspecifikation nr 1.0336.505 g.

2.

Strypfläns: materialspecifikation nr 1.4873.

3.

Gängad krage och mutter: materialspecifikation nr 1.3817.

Figur 1

Apparatur för värmesensitivitetstest

(Alla mått i mm)

Image

Figur 2

Värmesensitivitetstest

Exempel på fragmentering

Image

Figur 3

Kalibrering av uppvärmningshastigheten vid test av värmesensitivitet

Image

Kurvan över temperaturförloppet mot tiden vid uppvärmning av dibutylftalat (27 cm3) i ett stängt rör (strypfläns med 1,5 mm hål) med ett propanflöde av 3,2 liter/minut. Temperaturen är mätt med kromel/alumel-termoelement med 1 mm inkapsling i rostfritt stil, placerat centralt 43 mm under rörens överkant. Mellan 135 oC och 285 oC ska uppvärmningshastigheten vara 185–215 K/minut.

Figur 4

Slagpåverkanapparatur

(Alla mått i mm)

Image

Figur 4

Fortsättning

Image

Figur 5

Apparatur för friktionssensitivitet

Image

A.15   SJÄLVANTÄNDNINGSTEMPERATUR (VÄTSKOR OCH GASER)

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Explosiva ämnen och ämnen som antänds spontant vid kontakt med luft vid omgivningstemperatur, ska inte användas vid detta test. Testförfarandet får tillämpas på gaser, vätskor och ångor som i närvaro av luft kan antändas av en varm yta.

Självantändningstemperaturen kan sänkas avsevärt vid förekomst av katalytiska orenheter, av ytmaterialet eller av en större volym på testkärlet.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Graden av självantändlighet uttrycks som självantändningstemperaturen. Självantändningstemperaturen är den lägsta temperatur vid vilken testämnet antänds när det blandas med luft under de betingelser som definierats för testmetoden.

1.3   REFERENSÄMNEN

Referensämnen återges i standarderna (1.6.3). De ska först och främst användas till att emellanåt kalibrera metoden och till att möjliggöra en jämförelse av resultaten från andra metoder.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Med denna metod bestäms den lägsta temperaturen hos den invändiga ytan i ett slutet rum, vid vilken en gas, ånga eller vätska som sprutas in i rummet, fattar eld.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Repeterbarheten varierar beroende på självantändlighetens temperaturområde och den använda testmetoden.

Sensitiviteten och specificiteten beror på den använda testmetoden.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Apparatur

Apparaturen finns beskriven i den metod som avses i 1.6.3.

1.6.2   Testbetingelser

Ett prov av testämnet undersöks enligt den metod som avses i 1.6.3.

1.6.3   Testförfarande

Se IEC 79-4, DIN 51794, ASTM-E 659-78, BS 4056, NF T 20-037.

2.   DATA

Testtemperaturen, atmosfäriskt tryck, mängden använt prov och tidsintervall registreras innan antändning sker.

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska om möjligt innehålla följande uppgifter:

Exakt specifikation av ämnet (beteckning och orenheter).

Mängden använt prov, atmosfäriskt tryck.

Använd apparatur.

Mätresultaten (testtemperaturer, resultat beträffande antändning, motsvarande tidsintervall).

Alla ytterligare upplysningar som är av betydelse för tolkningen av resultaten.

4.   HÄNVISNINGAR

Inga.

A.16   RELATIV SJÄLVANTÄNDNINGSTEMPERATUR (FASTA ÄMNEN)

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Explosiva ämnen och ämnen som antänds spontant vid kontakt med luft vid omgivningstemperatur ska inte användas vid detta test.

Syftet med detta test är att få preliminära uppgifter om fasta ämnens självantändlighet vid förhöjda temperaturer.

Om den värme som utvecklas, antingen genom ämnets reaktion med syre eller genom exoterm nedbrytning, inte avges tillräckligt snabbt till omgivningen inträffar en självuppvärmning som leder till självantändning. Självantändning inträffar således när värmeproduktionens hastighet överstiger värmeförlustens hastighet.

Tcstförfarandet är värdefullt som ett förberedande screentest för fasta ämnen. Med tanke på det komplicerade förhållandet vid antändning och förbränning av fasta ämnen, ska självantändningstemperaturen som bestäms enligt denna metod endast användas i jämförande syfte.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Den självantändningstemperatur som erhållits med denna metod är den lägsta omgivningstemperatur, uttryckt i oC, vid vilken en viss volym av ett ämne självantänds under definierade betingelser.

1.3   REFERENSÄMNEN

Inga.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

En viss volym av testämnet placeras i en ugn vid rumstemperatur; temperatur-/tidskurvan avseende betingelserna i provets mitt registreras medan temperaturen i ugnen ökas till 400 oC, eller till smältningspunkten om denna är lägre, med en hastighet av 0,5 oC per minut. Den ugnstemperatur vid vilken provets temperatur uppnår 400 oC genom självuppvärmning kallas i detta test självantändningstemperaturen.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Inga.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Apparatur

1.6.1.1   Ugn

En temperaturprogrammerad laboratorieugn (volym ca 2 liter) utrustad med naturlig luftcirkulation och explosionssäkring. För att undvika eventuell explosionsrisk ska det säkerställas att nedbrytningsgaser inte kan komma i kontakt med de elektriska värmeelementen.

1.6.1.2   Kub av ståltrådsnät

En bit rostfritt ståltrådsnät med 0,045 mm maskor skärs till enligt mallen i figur 1. Nätet viks och fästs ihop med tråd till kuber som är öppna på ovansidan.

1.6.1.3   Termoelement

Passande termoelement.

1.6.1.4   Skrivare

Valfri tvåkanalsskrivare som ar kalibrerad från 0 till 600 oC eller motsvarande spänning.

1.6.2   Testbetingelser

Ämnen testas i sin kommersiella form.

1.6.3   Testförfarande

Kuben fylls med testämnet och slås med lätta slag varefter ytterligare ämne tillsätts tills kuben är helt fylld. Provet hängs därefter upp i mitten av ugnen vid rumstemperatur. Ugnstemperaturen registreras med ett termoelement som är placerat mitt i kuben och ett annat som är placerat mellan kuben och ugnsväggen.

Ugnens och provets temperaturer avläses fortlöpande medan ugnstemperaturen ökas till 400 oC eller till smältpunkten, om denna är lägre, med en hastighet av 0,5 oC per minut.

När ämnet antänds visar termoelementet i provet en mycket kraftig temperaturhöjning över ugnstemperaturen.

2.   DATA

Den ugnstemperatur vid vilken provets temperatur uppnår 400 oC genom självuppvärmning är av betydelse för utvärderingen (se figur 2).

3.   RAPPORTERING

Testrapporten ska om möjligt innehålla följande uppgifter:

En beskrivning av testämnet.

Mätresultaten inklusive temperatur/tidskurvor.

Alla ytterligare upplysningar som är av betydelse för tolkningen av resultaten.

4.   HÄNVISNINGAR

NF T 20-036 (September 1985). Chemical products for industrial use. Determination of the relative tempe-rature of the spontaneous flammability of solids.

Figur 1

Mall till 20 mm testkub

Image

Figur 2

Typisk temperatur/tidskurva

Image

A.17   OXIDERANDE EGENSKAPER (FASTA ÄMNEN)

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Vid utförande av detta test är det värdefullt att ha förhandskunskap om ämnets potentiellt explosiva egenskaper och toxicitet.

Testet får inte tillämpas på vätskor och gaser, explosiva eller mycket brandfarliga ämnen eller organiska peroxider.

Detta test behöver inte utföras om en undersökning av strukturformeln fastslår utom rimligt tvivel att ämnet inte kan reagera exotermt med ett brännbart material.

För att säkerställa om testet ska utföras med iakttagande av särskilda försiktighetsåtgärder, ska ett förberedande test utföras.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Bränntid: Den reaktionstid, i sekunder, som krävs för att reaktionszonen breder ut sig längs en hög, enligt det förfarande som beskrivs i 1.6.

Brännhastighet: Uttrycks i mm per sekund.

Maximal brännhastighet: det högsta värdet för brännhastigheter som erhållits för blandningar innehållande 10–90 viktprocent av det oxiderande ämnet.

1.3   REFERENSÄMNE

Bariumnitrat (analytisk kvalitet) används som referensämne för testet och det inledande screeningtestet.

Referensblandningen är den blandning av bariumnitrat och cellulosapulver som framställts enligt 1.6 och som har den maximala brännhastigheten (vanligtvis en blandning med 60 viktprocent bariumnitrat).

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Av säkerhetsskäl utförs ett inledande screeningtest. Detta test är tillräckligt om det klart utvisar att testämnet eller testpreparatet har oxiderande egenskaper. Om så inte är fallet ska ämnet eller preparatet underkastas ett fullständigt test.

Vid det fullständiga testet ska testämnet och en definierat brännbart ämne blandas i olika proportioner. Varje blandning formas sedan till en hög som antänds i ena änden. Den maximala brännhastigheten bestäms därefter och jämförs med referensblandningens maximala brännhastighet.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Om så behövs kan valfri malnings- och blandningsmetod användas, förutsatt att skillnaden mellan den maximala brännhastigheten i de sex separata testen inte avviker mer än 10 % från det aritmetiska medelvärdet.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Förberedelser

1.6.1.1   Testämne

Testprovet reduceras till en partikelstorlek < 0,125 mm enligt följande förfarande: Sikta testämnet; mal återstående fraktion, upprepa förfarandet tills hela testfraktionen har passerat sikten.

Valfri malnings- och siktningsmetod som uppfyller kvalitetskriterierna får användas.

Innan blandningen framställs ska ämnet torkas vid 105 oC tills konstant vikt har uppnåtts. Om testämnets nedbrytningstemperatur är lägre än 105 oC ska ämnet torkas vid en passande lägre temperatur.

1.6.1.2   Brännbart ämne

Cellulosapulver används som brännbart ämne. Cellulosan ska vara av den typ som används vid tunnskiktskromatografi eller kolonnkromatografi. En typ där mer än 85 % av fiberlängderna ligger mellan 0,020 och 0,075 mm har visat sig vara lämplig. Cellulosapulvret passerar genom en sikt med en maskstorlek på 0,125 mm. Samma blandning ska användas i hela testet.

Innan blandningen framställs ska ämnet torkas vid 105 oC tills konstant vikt har uppnåtts.

Om trämjöl används i det förberedande testet ska ett barrvedsmjöl tillredas genom att den del som passerar en sikt med maskstorleken 1,6 mm insamlas, blandas noggrant och sedan torkas vid 105 oC i fyra timmar i ett högst 25 mm tjockt lager. Efter avkylning ska det förvaras i en lufttät behållare, fylld till brädden, tills det ska användas, helst inom 24 timmar efter torkning.

1.6.1.3   Antändningskälla

Som antändningskälla används lågan från en gasbrännare (minsta diameter 5 mm). Om en annan antändningskälla används (t.ex. vid testning i en inert atmosfär) ska en beskrivning och en motivering bifogas.

1.6.2   Testförfarande

Anmärkning:

Blandningar av oxiderande ämnen med cellulosa eller trämjöl ska behandlas som potentiellt explosiva och hanteras med vederbörlig försiktighet.

1.6.2.1   Förberedande test

Det torkade ämnet blandas med det torkade cellulosapulvret eller trämjöl i proportionerna 2 viktdelar av testämnet till 1 viktdel cellulosa eller träm)öl och blandningen formas till en liten konformad hög med måtten 3,5 cm (basens diameter) × 2,5 cm (höjd) genom att en konliknande form (t.ex. ett laboratorieglastratt vars pip är tillsluten) fylls, utan att packas.

Högen placeras på en kall, icke ledande, ogenomtränglig basplatta. Testet ska utföras i ett dragskåp som i 1.6.2.2.

Antändningskällan sätts i kontakt med konen. Kraften och varaktigheten av den påföljande reaktionen iakttas och registreras.

Ämnet anses vara oxiderande om reaktionen är kraftfull.

Om resultaten på något sätt är tvetydiga ska det nedan beskrivna fullständiga testförfarandet utföras.

1.6.2.2   Fullständigt test

En blandning av oxiderande ämne och cellulosa, innehållande 10–90 viktprocent oxiderande ämne, framställs i steg om 10 viktprocent. I gränsfall ska mellanblandningar av oxiderande ämne och cellulosa användas för att få fram en noggrannare maximal brännhastighet.

Högen byggs upp med användning av en form. Formen är tillverkad av metall, har en längd på 250 mm, och en triangelformad tvärsnittssektion med en inre höjd på 10 mm och en inre bredd på 20 mm. På båda sidor om formen monteras i längdriktningen två sidoavgränsande metallplåtar som skjuter upp 2 mm ovanför den triangelformade tvärsnittssektionens övre kant (se figuren). Denna anordning fylls löst och med råge av blandningen. Efter det att formen har fatt falla en gång från 2 cm höjd på en fast yta skrapas återstående överskottsämne bort med en skråställd platta. Därefter avlägsnas sidoavgränsningarna och resterande pulver slätas ut med en kavel. En icke-brännbar plåt placeras sedan ovanpå formen, apparaturen vänds och formen avlägsnas.

Högen placeras i dragskåpet tvärs över luftdragets riktning.

Lufthastigheten ska vara så hög att den förhindrar att rökgaser släpps ut till laboratoriet och ska inte varieras under testet. En dragskärm ska placeras runt apparaturen.

Eftersom cellulosan och testämnena är hygroskopiska ska testet utföras så snabbt som möjligt.

Ena änden av högen tänds på genom beröring av lågan.

När reaktionszonen har förflyttat sig de första 30 mm mäts reaktionstiden över följande 200 mm.

Testet utförs med referensämnet och minst en gång med varje serie av blandningar av testämnet och cellulosa.

Om den maximala brännhastigheten konstateras vara signifikant högre än referensämnets, kan testet avbrytas. I annat fall ska testet upprepas fem gånger med de tre blandningar som gav de högsta brännhastigheterna.

Om man misstänker att resultatet är felaktigt positivt upprepas testet med ett inert ämne med motsvarande partikelstorlek, t.ex. kiselgur, i stället för cellulosa. Alternativt kan den blandning av testämne och cellulosa som har den snabbaste reaktionshastigheten testas i inert atmosfär (< 2 % v/v syreinnehåll).

2.   DATA

Av säkerhetsskäl ska den maximala brännhastigheten – inte medelvärdet – anses vara testämnets karakteristiska oxiderande egenskap.

Det högsta värdet för brännhastighet som erhålls vid en testomgång med sex test av en given blandning är relevant for utvärderingen.

Rita en kurva över det högsta värdet för brännhastighet för varje blandning som en funktion av dess innehåll av oxiderande medel. Bestäm den maximala brännhastigheten utifrån kurvan.

De sex matta värdena för brännhastighet, som vid en testomgång erhållits för blandningen med den maximala brännhastigheten, får inte avvika mer än 10 % från det aritmetiska medelvärdet. I annat fall ska malnings- och blandningsmetoderna förbättras.

Jämför den erhållna maximala brännhastigheten med referensblandningens maximala brännhastighet (se 1.3).

Om testen utförs i en inert atmosfär jämförs den maximala brännhastigheten med den från referensblandningen i en inert atmosfär.

3.   RAPPORTERING

3.1   TESTRAPPORT

Testrapporten ska om möjligt innehålla följande uppgifter:

Testämnets beteckning, sammansättning, renhet, fukthalt osv.

Eventuell behandling av testprovet (t.ex. malning eller torkning).

Använd antändningskälla.

Mätresultaten.

Reaktionssättet (t.ex. brinnande låga vid ytan, genombränning av hela massan och alla uppgifter om för bränningsprodukter).

Alla ytterligare upplysningar som är av betydelse för tolkningen av resultaten, inbegripet en beskrivning av kraften (lågor, gnistor, rök, långsamt pyrande glöd osv.) och ungefärlig varaktighet som iakttagits vid det för beredande säkerhets-screeningtestet för både test- och referensämne.

Resultat av eventuella tester med ett inert ämne.

Resultat av eventuella tester i inert atmosfär.

3.2   TOLKNING AV RESULTATEN

Ett ämne ska anses vara ett oxiderande ämne om

a)

en kraftig reaktion inträffar under det inledande screeningtestet

b)

den maximala brännhastighet av de blandningar som undersökts vid fullständig testning är högre än eller lika med den maximala brännhastigheten för referensblandningen av cellulosa och bariumnitrat.

För att undvika falska positiva resultat ska de resultat som erhålls vid test av ämnet med ett inert material och vid test i inert atmosfär också beaktas vid tolkning av resultaten.

4.   HÄNVISNINGAR

NF T 20-035 (september 85), Chemical products for industrial use. Determination of the oxidizing properties of solids.

Tillägg

Figur

Form och tillbehör för iordningställande av högen

(Alla mått i mm)

Image

A.18   MOLEKYLÄR MEDEL VIKT OCH MOLEKYLÄR VIKTFÖRDELNING AV POLYMERER

1.   METOD

Denna kromatografiska metod (genomträngning i gelé) är en kopia på OECD TG 118 (1996). Grundläggande principer och annan teknisk information finns under hänvisning 1.

1.1   INLEDNING

Eftersom polymerernas egenskaper är så varierande är det omöjligt att beskriva en enda metod som ger exakta förhållanden för separation och bedömning som täcker alla eventualiteter och särskilda företeelser vid separation av polymerer. Särskilt komplexa polymera system är ofta inte mottagliga för kromatografisk analys av genomträngning i gelé (GPC). När GPC inte är praktiskt genomförbart kan den molekylära vikten fastställas med andra metoder (se bilaga). I sådana fall ska fullständig information om och motivering för den använda metoden anges.

Den beskrivna metoden grundas på DIN-standard 55672 (1). Detaljerad information om hur experimentet ska utföras och hur datan ska bedömas finns i denna DIN-standard. Om experimentförhållandena måste ändras, ska dessa förändringar motiveras. Andra standarder får tillämpas om full hänvisning därtill görs. I den beskrivna metoden används polystyrenprover med känd polydispertion för kalibrering, som kan behöva anpassas till vissa polymerer, t.ex. vattenlösliga och anpassade polymerer med långa molekylkedjor.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Den numerära medelmolekylvikten Mn och den viktmässigt molekylära medelvikten Mw fastställs med följande ekvationer:

Formula

Formula

där:

Hi är nivån på detektorsignalen från baslinjen för den kvarhållna volymen Vi,

Mi är polymerfraktionens molekylvikt vid den kvarhållna volymen Vi, och

n är antalet datapunkter.

Bredden på den molekylära viktfördelningen, som är ett mått på systemdispertionen, fås med förhållandet Mw/Mn.

1.3   REFERENSÄMNEN

Eftersom GPC är en relativ metod måste kalibrering göras. Normalt används tätt fördelad, linjärt konstruerad standardpolystyren med känd medelmolekylvikt Mn och Mw och en känd molekylviktfördelning för detta ändamål. Kalibreringskurvan kan bara användas för fastställande av molekylvikten för det okända provet om separationsförhållandena för provet och standardämnena valts på exakt samma sätt.

Det fastställda förhållandet mellan molekylvikten och urlakningsvolymen gäller enbart under det aktuella experimentets specifika förhållanden. Dessa förhållanden omfattar framför allt temperatur, lösning eller lösningsblandning, kromatografiska förhållanden och separationskolonn eller kolonnsvstem.

Den molekylvikt som fastställs för provet på detta sätt utgörs av relativa värden och beskrivs som polystyrenets molekylära ekvivalensvikt. Detta innebär att molekylvikterna, beroende på struktur och kemisk skillnad mellan provet och standardämnet, kan avvika från de absoluta värdena i större eller mindre utsträckning. Om andra standardämnen används, t.ex. polyetylenglykol, polyetylenoxid, poly-metylmetakrylat, polyakrylsyra, ska skälet därtill anges.

1.4   PRINCIPEN FÖR PROVNINGSMETODEN

Både provets molekylviktfördelning och medelmolekylvikter (Mn, Mw) kan fastställas med hjälp av GPC. GPC är en särskild typ av vätskekromatografi där provet separeras beroende på de enskilda komponenternas hydrodynamiska volymer (2).

Separationen utförs när provet passerar genom en kolonn fylld med poröst material, vanligtvis en organisk gelé. Små molekyler kan passera igenom porerna medan stora molekyler kvarhålls. De stora molekylernas passage blir därför kortare och dessa tas bort först. Medelstora molekyler passerar genom en del av porerna och/eller elueras senare. De minsta molekylerna, med en hydrodynamisk medelradie mindre än porerna i gelén, kan passera genom samtliga porer. Dessa elueras då sist.

I idealsituationen styrs separeringen helt och hållet av molekylstorleken, men i praktiken är det svårt att förhindra att åtminstone en viss absorbtionseffekt inverkar störande. Ojämn packning i kolonnen och döda volymer kan förvärra situationen (2).

Detektionen utförs med t.ex. reflektionsindex eller UV-absorbtion och ger en enkel fördelningskurva. För att kunna tillskriva kurvan den faktiska molekylvikten måste kolonnen kalibreras, genom att polymerer med känd molekylvikt och helst i stort sett liknande struktur, t.ex. olika standardpolysterener, tillåts passera genom kolonnen. Normalt fås en typisk Gaus-kurva, ibland utdragen i en mindre svans på sidan för den låga molekylvikten, om de vertikala axlarna anger mängden, i förhållande till vikten, för de olika molekylvikter som elueras, och den horisontella axeln står för den logaritmiska molekylvikten.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Repeterbarheten (relativ standardavvikelse: RSD) för elutionsvolymen ska vara bättre än 0,3 %. Nödvändig repeterbarhet för analysen måste säkerställas genom korrigering enligt intern standard om ett kromatogram bedöms vara tidsberoende och inte omfattas av ovannämnda kriterier (1). Spridningen beror på standardämnets molekylvikt. Följande värden är typiska för standardpolystyren:

Mp < 2 000

Mw/Mn < 1,20

2 000 < Mp < 106

Mw/Mn < 1,05

Mp > 106

Mw/Mn < 1,20

(Mp är standardämnets molekylvikt vid toppvärdet.)

1.6   BESKRIVNING AV PROVNINGSMETODEN

1.6.1   Beredning av lösningar med standardpolystyren

Standardpolystyrenen löses noggrant genom blandning i vald eluent. Hänsyn måste tas till tillverkarens rekommendationer vid beredning av lösningarna.

Koncentrationen av de standardämnen som väljs beror på olika faktorer, t.ex. injektionsvolym, lösningsviskositet och den analytiska detektorns känslighet. Maximal injektionsvolym måste anpassas till kolonnens längd för undvikande av överbelastning. Typiska injektionsvolymer för analytiska separationer med GPC och en kolonn på 30 cm × 7,8 mm ligger mellan 40 och 100 μl. Större volymer kan användas men bör inte överstiga 250 μl. Det optimala förhållandet mellan injektionsvolym och koncentration måste fastställas innan kolonnen kalibreras.

1.6.2   Beredning av provlösningen

I princip gäller samma krav för beredning av provlösning. Provet löses upp i lämpligt lösningsmedel, t.ex. tetrahydrofuran (THF), genom omsorgsfull skakning. Det får under inga omständigheter lösas upp i ultraljudsbad. Vid behov kan provlösningen renas genom ett membranfilter, med en finhet på mellan 0,2 och 2 μm.

Förekomst av oupplösta partiklar måste registreras i slutrapporten, eftersom dessa kan bero på högviktsmolekyler. Lämplig metod ska användas för fastställande av viktandelen oupplösta partiklar. Lösningen bör användas inom 24 timmar.

1.6.3   Apparater

Lösningsbehållare.

Avluftningsapparat (när så krävs).

Pump.

Pulsdämpare (när så krävs).

Injektionssystem.

Kromatografikolonner.

Detektor.

Flödesmätare (när så krävs).

Apparat för registrering/bearbetning av data.

Avfallskärl.

Det måste säkerställas att GPC-systemet är inert avseende använda lösningsmedel, t.ex. genom användning av stålkapilär för THF-lösningen.

1.6.4   Injektions- och lösningstillförselsystem

En definierad volym av lösningsprovet fylls i kolonnen, antingen automatiskt eller manuellt, i en tydligt definierad zon. Alltför snabb utdragning eller intryckning av kolven i sprutan, om fyllningen sköts manuellt, kan förorsaka förändringar i den observerade molekylviktfördelningen. Systemet för tillförsel av lösning ska så långt möjligt vara pulsfritt, helst med inbyggd pulsdämpning. Flödeshastigheten ska vara ca 1 ml/min.

1.6.5   Kolonn

Polymeren kännetecknas, beroende på provet, antingen genom användning av enkel kolonn eller genom flera kolonner kopplade i serie. Ett antal porösa kolonnmaterial med definierade egenskaper, t.ex. porstorlek, exklutionsgränser osv., finns kommersiellt tillgängliga. Val av separationsgelé och kolonnlängd beror både på provets egenskaper (hydrodynamisk volym, molekylviktfördelning) och specifika förhållandena för separationen, som t.ex. lösning, temperatur och flödeshastighet (1) (2) (3).

1.6.6   Teoretiska plattor

Den kolonn eller kolonnkombination som används för separationen måste karakteriseras av antalet teoretiska nivåer. Detta inkluderar, när THF används som elutionslösning, fyllning av en lösning av etylbensen eller annan lämplig icke-polär lösning i en kolonn med känd längd. Antalet teoretiska nivåer fås med följande ekvation:

Formula

eller

Formula

där:

N

=

är antalet teoretiska nivåer,

Ve

=

är elutionsvolymen vid toppvärdet,

W

=

är toppvärdets baslinjebredd, och

W1/2

=

är toppbredden vid halva höjden.

1.6.7   Separationseffektivitet

Förutom antalet teoretiska nivåer som styr bandbredden, spelar också separationseffektiviteten, som bestäms av lutningen på kalibreringskurvan, en viss roll. Separationseffektiviteten för en kolonn fås med följande förhållande:

Formula

där:

Ve, Mx

=

är elutionsvolymen för polystyren med molekylvikten Mx och

Ve,(10Mx)

=

är elutionsvolymen för polystyren med en tio gånger större molekylvikt.

Systemets upplösning definieras normalt som:

Formula

där:

Ve1 och Ve2

=

är elutionsvolymerna för de två standardpolystyrenerna vid maximalt toppvärde,

W1 och W2

=

är baslinjebredden vid toppvärde och

M1 och M2

=

är molekylvikten vid maximalt toppvärde (bör skilja sig åt med en faktor på 10).

R-värdet för kolonnsystemet bör vara större än 1,7 (4).

1.6.8   Lösningsmedel

Samtliga lösningsmedel måste ha hög renhet (för THF används en renhet på 99,5 %). Lösningsmedelsbehållaren (om nödvändigt i en inert gasatmosfär) ska vara tillräckligt stor för kalibrering av kolonnen och flera provanalyser. Lösningsmedlet ska avgasas innan det via pumpen transporteras till kolonnen.

1.6.9   Temperaturövervakning

Temperaturen i de kritiska interna komponenterna (injektionsslinga, kolonn, detektor och rörsystem) ska vara jämn och anpassad till valt lösningsmedel.

1.6.10   Detektor

Syftet med detektorn är att kvantitativt registrera koncentrationen i det prov som elueras från kolonnen. För att undvika onödig breddning av toppvärden ska detektorcellens kuvettvolym hållas så liten som möjligt. Den bör inte vara större än 10 μl, utom för lättflyktiga och tunna detektorer Differentialrefraktometri används vanligtvis för detektion. Om provets eller elutionslösningens särskilda egenskaper så kräver kan emellertid andra detektortyper användas t.ex. UV/VIS, IR- eller viskositetsdetektorer.

2.   DATA OCH RAPPORTERING

2.1   DATA

Detaljerade utvärderingskriterier och krav avseende insamling och bearbetning av data ska uppfylla kraven i DIN-standarden (1).

Två sinsemellan oberoende experiment ska utföras för varje prov. Experimenten ska analyseras individuellt.

Mn, Mw, Mw/Mn och Mp ska anges för varje mätning. Det är nödvändigt att uttryckligen ange att uppmätta värden är relativa värden, ekvivalenta mot molekylvikten för det standardämne som använts.

Efter fastställande av retentionsvolymerna eller retentionstiderna (eventuellt korrigerade med en intern standard), plottas log Mp-värdena (Mp är maximalt toppvärde för kalibreringsämnet) mot en av nämnda mängder. Minst två kalibreringspunkter krävs per tiotal molekylvikter och minst fem mätpunkter för den totala kurvan, som ska täcka provets uppskattade molekylvikt. Kalibreringskurvans ändpunkt för den låga molekylvikten definieras av n-hexylbenzen eller annan lämplig icke-polär lösning. Medelantal och medelvikt för molekylvikterna fastställs allmänt med elektronisk databearbetning, baserad på formlerna i avsnitt 1.2. Om manuell digitalisering används kan råd hämtas från ASTM D 3536-91 (3).

Fördelningskurvan ska presenteras i tabellform eller som ett diagram (differentialfrekvens eller summa procentandel mot log M). I den grafiska presentationen ska varje tiotal molekylvikter normalt ha en bredd på 4 cm, och maximalt toppvärde ska ligga på ungefär 8 cm höjd. Vid intregralfördelningskurvor ska skillnaderna mellan 0 och 100 % vara ungefär 10 cm.

2.2   PROVNINGSRAPPORT

Provningsrapporten ska innehålla följande information:

2.2.1   Undersökt ämne

Tillgänglig information om det undersökta ämnet (identitet, tillsatser, föroreningar).

Beskrivning av hanteringen av provet, anmärkningar, problem.

2.2.2   Instrument

Eluentbehållare, inertgas, avgasning av eluenten, eluentens sammansättning, föroreningar.

Pump, pulsdämpare, injektionssystem.

Separationskolonner (tillverkare, all information om kolonnernas karakteristika, som porstorlek, typ av separationsmaterial osv., antal, längd och inbördes ordning på använda kolonner).

Antal teoretiska nivåer i kolonnen eller kolonnkombinationen, separationseffektivitet (systemupplösning).

Information om topparnas symmetri.

Kolonntemperatur, typ av temperaturövervakning.

Detektor (mätprincip, typ, kuvettvolym).

Flödesmätare om sådan används (tillverkare, mätprincip).

System för registrering och bearbetning av data (hårdvara och mjukvara).

2.2.3   Systemkalibrering

Detaljerad beskrivning av den metod som används för konstruktion av kalibreringskurvan.

Information om kvalitetskriterier för den aktuella metoden (t.ex. koordinationskoefficient, kvadraternas summeringsfel osv.).

Information om all extrapolering, alla antaganden och approximeringar gjorda under experimentproceduren samt om bedömning och bearbetning av data.

Alla mätningar som gjorts för konstruktion av kalibreringskurvan ska dokumenteras i en tabell som inkluderar följande information för varje kalibreringspunkt:

Provets namn.

Provets tillverkare.

Karakteristikvärden för standardämnena Mp, Mn, Mw, Mw/Mn, enligt tillverkaren eller från efterföljande mätningar, tillsammans med detaljerade uppgifter om bestämningsmetoden.

Insprutningsvolym och insprutningskoncentration.

Mp-värde för kalibrering.

Elueringsvolym eller korrigerad retentionstid mätt vid maximalt toppvärde.

Mp beräknat vid maximalt toppvärde.

Procentfel för beräknat Mp och kalibreringsvärde.

2.2.4   Bedömning

Bedömning på tidsbasis: metoder som används för att säkerställa önskad reproducerbarhet (korrektionsmetod, intern standard osv.).

Information om huruvida bedömningen gjorts på basis av elutionsvolymen eller retentionstiden.

Information om gränserna för bedömningen, om ett toppvärde inte analyserats fullständigt.

Beskrivning av utjämningsmetoder, om sådana används.

Beredning av och förbehandlingsprocedurer för provet.

Närvaro av oupplösta partiklar, om sådana förekommit.

Injektionsvolym (μl) och injektionskoncentration (mg/ml).

Anmärkningar om effekter som lett till avvikelser från den ideala GPC-profilen.

Detaljerad beskrivning av alla ändringar i provningsförfarandet.

Detaljerade uppgifter om felområden.

All övrig information och anmärkningar relevanta för tolkningen av resultatet.

3.   HÄNVISNINGAR

1.

DIN 55672 (1995), Gelégenomträngningskromatografi (GPC) med tetrahydrofuran (THF) som elutionsmedel, del 1.

2.

Yau, W.W., Kirkland, J.J., och Bly, D.D. eds. (1979), Modern Size Exclusion Liquid Chromatography, J. Wiley and Sons. (ung. Modern vätskeuteslutningskromatografi för uteslutning)

3.

ASTM D 3536-91, (1991), Standardmetod för analys av medelmolekylvikter och molekylviktfördelning med vätskeuteslutningskromatografi (gelégenomträngningskromatografi – GPC). American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.

4.

ASTM D 5296-92, (1992), Standardmetod för analys av medelmolekylvikter och molekylviktfördelning i polystyren med storleksseparationskromatografi. American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.

Bilaga

Exempel på andra metoder för fastställande av medelantalet molekylvikt (Mn) för polymerer

Gelégenomträngningskromatografi (GPC) är den metod som är att föredra för fastställande av Mn, framför allt när en uppsättning standardämnen finns tillgängliga, vilkas struktur är jämförbar med polymerens struktur. När det föreligger praktiska svårigheter med användning av GPC eller det redan finns en förväntan att ämnet inte kommer att uppfylla ett vanligt Mn-kriterium (och detta kräver bekräftelse) finns alternativa metoder, som t.ex.:

1.   Utnyttjande av kolligativa egenskaper

1.1

Ebullioscopi/kryoscopi

inkluderar mätning av kokpunktshöjning (ebullioscopi) eller fryspunktssänkning (cryoscopi) för ett lösningsmedel när polymeren tillsätts. Metoden grundas på det faktum att den upplösta polymerens effekt på vätskans kok- och/eller fryspunkt beror på polymerens molekylvikt (1) (2).

Tillämpningsbarhet: Mn < 20 000.

1.2

Sänkning av ångtryck

inkluderar mätning av ångtrycket för en vald referensvätska före och efter tillsats av kända mängder polymerer (1) (2).

Tillämpningsbarhet: Mn < 20 000 (teoretiskt, i praktiken emellertid ett begränsat värde).

1.3

Membranosmometri

grundas på osmosprincipen, dvs. den naturliga tendensen för molekylerna i en lösning att passera genom ett halvgenomträngligt membran från en lösning till en koncentrerad lösning för att uppnå balans. I detta prov har den uppblandade lösningen nollkoncentration, medan den koncentrerade lösningen innehåller polymeren. Lösningens passage genom membranet förorsakar ett differenstryck som är avhängigt koncentrationen och polymerens molekylvikt (1) (3) (4).

Tillämpningsbarhet: Mn < 20 000–200 000.

1.4

Ångfasosmometri

inkluderar jämförelse av förångningshastigheten för en ren aerosollösning till minst tre aerosoler innehållande polymeren vid olika koncentrationer (1) (2) (4).

Tillämpningsbarhet: Mn < 20 000.

2.   Ändgruppanalys

För att kunna använda denna metod krävs kunskap både om polymerens övergripande struktur och om den typ av kedja som avslutar ändgrupperna (som måste vara urskiljningsbar från huvudstrukturen med t.ex. NMR eller titrering/derivatisering) Fastställandet av molekylkoncentrationen i polymerens ändgrupper kan ge ett värde for rnolekylvikten (7) (8) (9).

Tillämpningsbarhet: Mn upp till 50 000 (med minskande tillförlitlighet).

3.   Hänvisningar

1.

Billmeyer, F.W. Jr., (1984), Textbook of Polymer Science (ung. Textbok om polymerforskning), tredje utg., John Wiley, New York.

2.

Glover, C.A., (1975), Absolute Colligative Property Methods (ung. Absoluta metoder för bestämning av kolligativa egenskaper), kapitel 4, In: Polymer Molecular Weights (ung. Polymerers molekylvikt), Part I P.E. Siade, Jr. ed., Marcel Dekker, New York.

3.

ASTM D 3750-79, (1979), Standard Practice for Determination of Number-Average Molecular Weight of Polymers by Membrane Osmometry (ung. Standardmetod för bestämning av numerisk medelmolekylvikt med membranosmometri i polymerer). American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.

4.

Coll, H. (1989), Membrane Osmometry (Membranosmometri). In: Determination of Molecular Weight (Bestämning av molekylvikt), A.R. Cooper ed., J. Wiley and Sons, s. 25–52.

5.

ASTM 3592-77, (1977), Standard Recommended Practice for Determination of Molecular Weight by Vapour Pressure (ung. Rekommenderad standardmetod för bestämning av molekylvikt med hjälp av ångtryck), American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.

6.

Morris, C.E.M., (1989), Vapour Pressure osmometry (Ångtrycksosmometri). In: Determination of Molecular Weight (Bestämning av molekylvikt), A.R. Cooper ed., John Wiley and Sons.

7.

Schröder, E., Muller, G., och Arndt, K-F., (1989), Polymer Characterisation (Polymerkarakterisering), Carl Hanser Verlag, München.

8.

Garmon, R.G., (1975), End-Group Determinations (ung. Bestämning av ändgrupper) kapitel 3 In: Polymer Molecular Weights (Polymerers molekylvikt), Del 1, P.E. Siade, Jr. ed., Marcel Dekker, New York.

9.

Amiya, S., et al. (1990), Pure and Applied Chemistry (ung. Ren och tillämpad kemi), 62, 2139–2146.

A.19   INNEHÅLL AV LÅGMOLEKYLVIKTSPOLYMERER

1.   METOD

Denna kromatografiska metod (genomträngning i gelé) är en kopia på OECD TG 119 (1996). Grundläggande principer och annan teknisk information finns i hänvisningarna.

1.1   INLEDNING

Eftersom polymerernas egenskaper är så varierande är det omöjligt att beskriva en enda metod som ger exakta förhållanden för separation och bedömning som täcker alla eventualiteter och särskilda företeelser vid separation av polymerer. Särskilt komplexa polymera system är ofta inte mottagliga för kromatografisk analys av genomträngning i gelé (GPC). När GPC inte är praktiskt genomförbart kan den molekylära vikten fastställas med andra metoder (se bilaga). I sådana fall ska fullständig information om och motivering för den använda metoden anges.

Den beskrivna metoden grundas på DIN-standard 55672 (1). Detaljerad information om hur experimentet ska utföras och hur datan ska bedömas finns i denna DIN-standard. Om experimentförhållandena måste ändras, ska dessa förändringar motiveras. Andra standarder får tillämpas om full hänvisning därtill görs. I den beskrivna metoden används polystyrenprover med känd polydispertion för kalibrering, som kan behöva anpassas till vissa polymerer, t.ex. vattenlösliga och anpassade polymerer med långa molekylkedjor.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Låg molekylvikt definieras som en molekylvikt under 1 000 dalton.

Den numerära medelmolekylvikten Mn och den viktmässigt molekylära medelvikten Mw fastställs med följande ekvationer:

Formula

Formula

där:

Hi

=

är nivån på detektorsignalen från baslinjen för den kvarhållna volymen Vi,

Mi

=

är polymerfraktionens molekylvikt vid den kvarhållna volymen Vi, och n är antalet datapunkter.

Bredden på den molekylära viktfördelningen, som är ett mått på systemdispertionen, fås med förhållandet Mw/Mn.

1.3   REFERENSÄMNEN

Eftersom GPC är en relativ metod måste kalibrering göras. Normalt används tätt fördelad, linjärt konstruerad standardpolystyren med känd medelmolekylvikt Mn och Mw och en känd molekylviktfördelning för detta ändamål. Kalibreringskurvan kan bara användas för fastställande av molekylvikten för det okända provet om separationsförhållandena för provet och standardämnena valts på exakt samma sätt.

Det fastställda förhållandet mellan molekylvikten och urlakningsvolymen gäller enbart under det aktuella experimentets specifika förhållanden. Dessa förhållanden omfattar framför allt temperatur, lösning eller lösningsblandning, kromatografiska förhållanden och separationskolonn eller kolonnsystem.

Den molekylvikt som fastställs för provet på detta sätt utgörs av relativa värden och beskrivs som polystyrenets molekylära ekvivalensvikt. Detta innebär att molekylvikterna, beroende på struktur och kemisk skillnad mellan provet och standardämnet, kan avvika från absoluta värdena i större eller mindre utsträckning. Om andra standardämnen används, t.ex. polyetylenglykol, polyetylenoxid, poly-metylmetakrylat, polyakrylsyra ska skälet därtill anges.

1.4   PRINCIPEN FÖR PROVNINGSMETODEN

Både provets molekylviktfördelning och medelmolekylvikter (Mn, Mw) kan fastställas med hjälp av GPC. GPC är en särskild typ av vätskekromatografi där provet separeras beroende på de enskilda komponenternas hydrodynamiska volymer (2).

Separationen utförs när provet passerar genom en kolonn fylld med poröst material, vanligtvis en organisk gelé. Små molekyler kan passera igenom porerna medan stora molekyler kvarhålls. De stora molekylernas passage blir därför kortare och dessa tas bort först. Medelstora molekyler passerar genom en del av porerna och/eller elueras senare. De minsta molekylerna, med en hydrodynamisk medelradie mindre än porerna i gelén, kan passera genom samtliga porer. Dessa elueras då sist.

I idealsituationen styrs separeringen helt och hållet av molekylstorleken, men i praktiken är det svårt att förhindra att åtminstone en viss absorbtionseffekt inverkar störande. Ojämn packning i kolonnen och döda volymer kan förvärra situationen (2).

Detektionen utförs med t.ex. reflektionsindex eller UV-absorbtion och ger en enkel fördelningskurva. För att kunna tillskriva kurvan den faktiska molekylvikten måste kolonnen kalibreras genom att polymerer med känd molekylvikt och helst i stort sett liknande struktur, t.ex. olika standardpolysterener, tillåts passera genom kolonnen. Normalt fås en typisk Gaus-kurva, ibland utdragen i en mindre svans på sidan för den låga molekylvikten, om de vertikala axlarna anger mängden, i förhållande till vikten, för de olika molekylvikter som elueras, och den horisontella axeln står för den logaritmiska molekylvikten.

Innehållet med låg molekylvikt härleds från denna kurva. Beräkningen kan bara bli korrekt om innehållet av lågmolekylviktarter är jämnt fördelat i polymermassan.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Repeterbarheten (relativ standardavvikelse: RSD) för elutionsvolymen ska vara bättre än 0,3 %. Nödvändig repeterbarhet för analysen måste säkerställas genom korrigering enligt intern standard om ett kromatogram bedöms vara tidsberoende och inte omfattas av ovannämnda kriterier (1). Spridningen beror på standardämnets molekylvikt. Följande värden är typiska för standardpolystyren:

Mp < 2 000

Mw/Mn < 1,20

2 000 < Mp < 106

Mw/Mn < 1,05

Mp > 106

Mw/Mn < 1,20

(Mp är standardämnets molekylvikt vid toppvärdet.)

1.6   BESKRIVNING AV PROVNINGSMETODEN

1.6.1   Beredning av lösningar med standardpolystyren

Standardpolystyrenen löses noggrant genom blandning i vald eluent. Hänsyn måste tas till tillverkarens rekommendationer vid beredning av lösningarna.

Koncentrationen av de standardämnen som väljs beror på olika faktorer, t.ex. injektionsvolym, lösningsviskositet och den analytiska detektorns känslighet. Maximal injektionsvolym måste anpassas till kolonnens längd för undvikande av överbelastning. Typiska injektionsvolymer for analytiska separationer med GPC och en kolonn på 30 cm × 7,8 mm ligger mellan 40 och 100 μl. Större volymer kan användas men bör inte överstiga 250 μl. Det optimala förhållandet mellan injektionsvolvm och koncentration måste fastställas innan kolonnen kalibreras.

1.6.2   Beredning av provlösningen

I princip gäller samma krav för beredning av provlösning. Provet löses upp i lämpligt lösningsmedel, t.ex. tetrahydrofuran (THF), genom omsorgsfull skakning. Det får under inga omständigheter lösas upp i ultraljudsbad. Vid behov kan provlösningen renas genom ett membranfilter, med en finhet på mellan 0,2 och 2 μm.

Förekomst av oupplösta partiklar måste registreras i slutrapporten, eftersom dessa kan bero på högviktsmolekyler. Lämplig metod ska användas för fastställande av viktandelen oupplösta partiklar. Lösningen bör användas inom 24 timmar.

1.6.3   Korrigering för innehåll av föroreningar och tillsatser

Korrigering av artinnehållet av M < 1 000 för bidraget från närvarande icke-po! ymera specifika komponenter (t.ex. föroreningar och/eller tillsatser) krävs normalt, med mindre det uppmätta innehållet redan är mindre än 1 %. Detta fås genom direkt analys av polymerlösningen eller GPC-eluaten.

När eluaten efter passage genom kolonnen ska spädas för ytterligare analys, ska den vara koncentrerad. Det kan vara nödvändigt att evaporera eluaten till torrhet och lösa upp den igen. Eluatkoncentrationen ska göras under förhållanden som garanterar att inga förändringar uppstår i eluaten. Hanteringen av eluaten efter GPC-steget är beroende av den analysmetod som används för mängdbestämningen.

1.6.4   Apparater

GPC-apparater består av följande komponenter:

Lösningsbehållare.

Avluftningsapparat (när så krävs).

Pump.

Pulsdämpare (när så krävs).

Injektionssystem.

Kromatografikolonner.

Detektor.

Flödesmätare (när så krävs).

Apparat för registrering/bearbetning av data.

Avfallskärl.

Det måste säkerställas att GPC-systemet är inert avseende använda lösningsmedel, t.ex. genom användning av stålkapilär för THF-lösningen.

1.6.5   Injektions- och lösningstillförselsystem

En definierad volym av lösningsprovet fylls i kolonnen, antingen automatiskt eller manuellt, i en tydligt definierad zon. Alltför snabb utdragning eller intryckning av kolven i sprutan, om fyllningen sköts manuellt, kan förorsaka förändringar i den observerade molekylviktfördelningen. Systemet för tillförsel av lösning ska så långt möjligt vara pulsfritt, helst med inbyggd pulsdämpning. Flödeshastigheten ska vara ca 1 ml/min.

1.6.6   Kolonn

Polymeren kännetecknas, beroende på provet, antingen genom användning av enkel kolonn eller flera kolonner kopplade i serie. Ett antal porösa kolonnmaterial med definierade egenskaper, t.ex. porstorlek, exklutionsgränser osv. finns kommersiellt tillgängliga. Val av separationsgelé och kolonnlängd beror både på provets egenskaper (hydrodynamisk volym, molekylviktfördelning) och specifika förhållandena för separationen, som t.ex. lösning, temperatur och flödeshastighet (1) (2) (3).

1.6.7   Teoretiska nivåer

Den kolonn eller kolonnkombination som används för separationen måste karakteriseras av antalet teoretiska nivåer. Detta inkluderar, när THF används som elutionslösning, fyllning av en lösning av etylbensen eller annan lämplig icke-polär lösning i en kolonn med känd längd. Antalet teoretiska nivåer fås med följande ekvation:

Formula

där:

Formula

eller,

N

=

är antalet teoretiska nivåer,

Ve

=

är elutionsvolymen vid toppvärdet,

W

=

är toppvärdets baslinjebredd, och

W1/2

=

är toppbredden vid halva höjden.

1.6.8   Separationseffektivitet

Förutom antalet teoretiska nivåer, som styr bandbredden, spelar också separationseffektiviteten, som bestäms av lutningen på kalibreringskurvan, en viss roll. Separationseffektiviteten för en kolonn fås med följande förhållande:

Formula

där:

Ve, Mx

=

är elutionsvolymen för polystyren med molekylvikten Mx, och

Ve,(10Mx)

=

är elutionsvolymen för polystyren med en tio gånger större molekylvikt.

Systemets upplösning definieras normalt som:

Formula

där:

Ve1 och Ve2

=

är elutionsvolymerna för de två standardpolystyrenerna vid maximalt toppvärde,

W1 och W2

=

är baslinjebredden vid toppvärde, och

M1 och M2

=

är molekylvikten vid maximalt toppvärde (bör skilja sig åt med en faktor på 10).

R-värdet för kolonnsystemet bör vara större än 1,7 (4)

1.6.9   Lösningsmedel

Samtliga lösningsmedel måste ha hög renhet (för THF används en renhet på 99,5 %). Lösningsmedelsbehållaren, om nödvändigt i en inert gasatmosfär ska vara tillräckligt stor för kalibrering av kolonnen och flera provanalyser. Lösningsmedlet ska avgasas innan det via pumpen transporteras till kolonnen.

1.6.10   Temperaturövervakning

Temperaturen i de kritiska, interna komponenterna (injektionsslinga, kolonn, detektor och rörsystem) ska vara jämn och anpassad till valt lösningsmedel.

1.6.11   Detektor

Syftet med detektorn är att kvantitativt registrera koncentrationen i det prov som elueras från kolonnnen. För att undvika onödig breddning av toppvärden ska detektorcellens kuvettvolym hållas sä liten som möjligt. Den bör inte vara större än 10 μl, utom for lattffyktiga och tunna detektorer. Differentialrefraktometri används vanligtvis för detektion. Om provets eller elutionslösningens särskilda egenskaper så kräver kan emellertid andra detektortyper användas, t.ex. UV/VIS, IR- eller viskositetsdetektorer osv.

2.   DATA OCH RAPPORTERING

2.1   DATA

Detaljerade utvärderingskriterier och krav avseende insamling och bearbetning av data ska uppfylla kraven i DIN-standarden (1).

Två sinsemellan oberoende experiment ska utföras för varje prov. Experimenten ska analyseras individuellt. Det är alltid viktigt att också ta fram data från blankprover, behandlade på samma sätt som det verkliga provet.

Det är nödvändigt att uttryckligen ange att uppmätta värden är relativa värden, ekvivalenta mot molekylvikten för det standardämne som använts.

Efter fastställande av retentionsvolymerna eller retentionstiderna (eventuellt korrigerade med en intern standard), plottas log Mp-värdena (Mp är maximalt toppvärde för kalibreringsämnet) mot en av nämnda mängder. Minst två kalibreringspunkter krävs per tiotal molekylvikter och minst fem mätpunkter för den totala kurvan, som ska täcka provets uppskattade molekylvikt. Kalibreringskurvans ändpunkt för den låga molekylvikten definieras av n-hexylbenzen eller annan lämplig icke-polär lösning. Den del av kurvan som svarar mot molekylvikter under 1 000 bestäms och korrigeras för föroreningar och tillsatser efter behov. Elutionskurvorna bedöms i allmänhet med hjälp av elektronisk databehandling. Om manuell digitalisering används kan råd hämtas från ASTM D 3536-91 (3).

Om någon olöslig polymer blir kvar i kolonnen är dess molekylvikt troligen högre än den upplösta fraktionen och om hänsyn inte tas därtill kommer den; att ge en för hög bedömning av innehållet lågmolekylvikter. Riktlinjer för korrigering av innehållet av lågmolekylvikten för olöslig polymer ges i bilagan.

Fördelningskurvan ska presenteras i tabellform eller som ett diagram (differentialfrekvens eller summa procentandel mot log M). I den grafiska presentationen ska varje tiotal molekylvikter normalt ha en bredd på 4 cm, och maximalt toppvärde ska ligga på ungefär 8 cm höjd. Vid intregralfördelningskurvor ska skillnaderna mellan 0 och 100 % vara ungefär 10 cm.

2.2   PROVNINGSRAPPORT

Provningsrapporten ska innehålla följande information.

2.2.1   Undersökt ämne

Tillgänglig information om det undersökta ämnet (identitet, tillsatser, föroreningar).

Beskrivning av hanteringen av provet, anmärkningar, problem.

2.2.2   Instrument

Eluentbehållare, inertgas, avgasning av eluenten, eluentens sammansättning, föroreningar.

Pump, pulsdämpare, injektionssystem.

Separationskolonner (tillverkare, all information om kolonnernas karakteristika, som porstorlek, typ av separationsmaterial osv., antal, längd och inbördes ordning på använda kolonner).

Antal teoretiska nivåer i kolonnen eller kolonnkombinationen, separationseffektivitet (systemupplösning).

Information om topparnas symmetri.

Kolonntemperatur, typ av temperaturövervakning.

Detektor (mätprincip, typ, kuvettvolym).

—Flödesmätare om sådan används (tillverkare, mätprincip).

System för registrering och bearbetning av data (hårdvara och mjukvara).

2.2.3   Systemkalibrering

Detaljerad beskrivning av den metod som används för konstruktion av kalibreringskurvan.

Information om kvalitetskriterier för den aktuella metoden (t.ex. koordinationskoefficient, kvadraternas summeringsfel osv.).

Information om all extrapolering, alla antaganden och approximeringar gjorda under experimentproceduren samt om bedömning och bearbetning av data.

Alla mätningar som gjorts för konstruktion av kalibrenngskurvan ska dokumenteras i en tabell som inkluderar följande information för varje kalibreringspunkt:

Provets namn.

Provets tillverkare.

Karakteristikvärden för standardämnena Mp, Mn, Mw och Mw/Mn, enligt tillverkaren eller från efterföljande mätningar, tillsammans med detaljerade uppgifter om fastställandemetoden.

Injektionsvolym och insprutningskoncentration.

Mp värde för kalibrering.

Elueringsvolym eller korrigerad retentionstid mätt vid maximalt toppvärde.

Mp beräknat vid maximalt toppvärde.

Procentfel för beräknat Mp och kalibreringsvärde.

2.2.4   Information om innehåll av lågmolekylvikt i polymer

Beskrivning av de metoder som används för analys och hur experimentet utfördes.

Information om andelen innehåll lågmolekylviktarter (w/w) för hela provet.

Information om föroreningar, tillsatser och andra icke-polymera arter, som viktandel i förhållande till hela provet.

2.2.5   Bedömning

Bedömning på tidsbasis: metoder som används för att säkerställa önskad reproducerbarhet (korrek tionsmetod, intern standard osv.).

Information om huruvida bedömningen gjorts på basis av elutionsvolymen eller retentionstiden.

Information om gränserna för bedömningen, om ett toppvärde inte analyserats fullständigt.

Beskrivning av utjämningsmetoder, om sådana används.

Beredning av och förbehandlingsprocedurer för provet.

Närvaro av oupplösta partiklar, om sådana förekommit.

Injektionsvolym (μ1) och injektionskoncentration (mg/ml).

Anmärkningar om effekter som lett till avvikelser från den ideala GPC-profilen.

Detaljerad beskrivning av alla ändringar i provningsförfarandet.

Detaljerade uppgifter om felområden.

All övrig information och anmärkningar relevanta för tolkningen av resultatet.

3.   HÄNVISNINGAR

1.

DIN 55672 (1995), Gelégenomträngningskromatografi (GPC) med tetrahydrofuran (THF) som elutionsmedel, del 1.

2.

Yau, W.W., Kirkland, J.J., och Bly, D.D. eds. (1979), Modern Size Exclusion Liquid Chromato- graphy, J. Wiley och Sons. (ung. Modern vätskeuteslutningskromatografi för uteslutning).

3.

ASTM D 3536-91, (1991), Standardmetod för analys av medelmolekylvikter och molekylviktfördelning med vätskeuteslutningskromatografi (gelégenomträngningskromatografi – GPC). American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.

4.

ASTM D 5296-92, (1992), Standardmetod för analys av medelmolekylvikter och molekylviktfördelning i polystyren med storleksseparationskromatografi. American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pennsylvania.

Bilaga

Riktlinjer för korrigering av lågmolekylärt innehåll beroende på närvaro av olöslig polymer

När olösliga polymerer förekommer i ett prov, leder detta till massaförlust under GPC-analysen. Den olösliga polymeren kvarhålls definitivt i kolonnen eller provfiltret, medan den lösbara delen av provet passerar genom kolonnen. När polymerens refraktiva indexökning (dn/dc) kan uppskattas eller mätas, kan provets massaförlust i kolonnen uppskattas. I detta fall görs en korrigering med hjälp av en extern kalibrering med standardmaterial med känd koncentration och dn/dc för kalibrering av refraktometerns reaktion. I nedanstående exempel används en standardpolymer (merylmetakrylat) (pMMA).

Vid den externa kalibreringen för analys av akrylpolymerer analyseras en standard-pMMA med känd koncentration i terahydrofuran med GPC, och resulterande data används för att få fram refraktometerkonstanten med följande ekvation:

K = R/(C × V × dn/dc)

där:

K

=

står för refraktometerkonstanten i μvs/ml,

R

=

för reaktionen på standard-pMMA i μvs,

C

=

för koncentrationen av standard-pMMA i mg/ml,

V

=

för insprutningsvolymen i ml, och

dn/dc

=

är ökningen av refrakdonsindexet för pMMA i tetrahydrofuran (i ml/mg).

Följande data är normala för en standard-pMMA:

R

=

2 937 891

C

=

1,07 mg/ml

V

=

0,1 ml

dn/dc

=

9 × 10-5 ml/mg

Resulterande K-värde, 3,05 × 1011, används därefter för att beräkna den teoretiska detektorreaktionen, om 100 % av den insprutade polymeren hade eluerat genom detektorn.

A.20   POLYMERERS BETEENDE I VATTEN VID LÖSNING/EXTRAKTION

1.   METOD

Den beskrivna metoden är en kopia av en reviderad version av OECD TG 120 (1997). Ytterligare teknisk information finns i hänvisning 1.

1.1   INLEDNING

För vissa polymerer, som t.ex. emultionspolymerer, kan visst inledande förberedande arbete krävas innan nedanstående metod kan användas. Metoden är inte tillämplig på flytande polymerer och på polymerer som under provningsförhållandena reagerar med vatten.

När metoden inte är praktisk eller möjlig kan beteendet vid lösning/extraktion undersökas med andra metoder. I så fall ska fullständiga detaljer och motivering för den använda metoden anges.

1.2.   REFERENSÄMNEN

Inga.

1.3.   UNDERSÖKNINGSMETODENS PRINCIP

Polymerernas beteende vid lösning/extraktion i vatten fastställs med flaskmetoden (se A.6 lösnings-barhet i vatten, flaskmetod) med nedan beskrivna ändringar.

1.4.   KVALITETSKRITERIER

Inga,

1.5.   BESKRIVNING AV UNDERSÖKNINGSMETODEN

1.5.1   Utrustning

Följande utrustning krävs för denna metod:

Krossanordning, t.ex. kvarn för produktion av partiklar med känd storlek.

Apparater för skakning med möjlighet till temperaturövervakning.

Membranfiltersystem.

Lämplig analysutrustning.

Standardsil.

1.5.2   Beredning av prover

Ett representativt prov ska först reduceras till en partikelstorlek på mellan 0,125 och 0,25 mm med lämplig sil. Kylning kan krävas för provets stabilitet eller för malningsprocessen. Material med gummiliknande natur kan krossas vid temperaturen på flytande kvävgas (1).

Om den önskade partikelstorleksfraktionen inte kan skapas ska åtgärd vidtas för att i största utsträckning minska partikelstorleken och resultatet därav registreras. Det ska i rapporten anges på vilket sätt det krossade provet förvarats fram till undersökningen.

1.5.3   Förfarande

Tre prover på 10 g av det undersökta ämnet ska vägas i vart och ett av tre kärl försedda med glaspropp, och därefter ska 1 000 ml vatten tillsättas till varje kärl. Om hantering av 10 g polymer visar sig vara opraktiskt, ska den närmast högre mängd som kan hanteras användas och vattenvolymen justeras i enlighet därmed.

Kärlen ska tillslutas noggrant och därefter upphettas till 20 oC. En skak- eller omrörningsanordning som kan arbeta vid konstant temperatur ska användas. Efter en period på 24 timmar ska innehållet i varje kärl centrifugeras eller filtreras och polymerkoncentrationen i den klara vätskefasen fastställas med lämplig analysmetod. Om ingen lämplig analysmetod för vätskefasen finns kan den totala lösbarheten/extraktionsbarheten uppskattas utifrån filterrestens eller centrifugrestens torra vikt.

Det är vanligtvis nödvändigt att kvantitativt differentiera å ena sidan föroreningarna och tillsatserna och å andra sidan de med låg molekylvikt. Det är också viktigt att vid gravimetriskt fastställande göra ett blankprov utan undersökt ämne, för att kunna ta hänsyn till resterna från experimentet.

Polymerernas beteende vid lösning/extraktion i vatten vid 37 oC och pH 2 samt pH 9 kan fastställas på samma sätt såsom beskrivet för utförandet av experimentet vid 20 oC. pH-värdena kan erhållas genom tillsats av antingen lämplig buffert eller syra eller bas, som t.ex. saltsyra, ättiksyra, analytiskt natrium eller kaliumhydroxid eller NH3.

En eller två undersökningar ska göras, beroende på vilken analysmetod som används. När tillräckligt specifika metoder finns för direktanalys av vätskefasen avseende polymerkomponenten, är det tillräckligt med en sådan undersökning som beskrivits här ovan. När sådana metoder inte finns tillgängliga och fastställande av polymerens beteende vid lösning/extraktion begränsas till indirekt analys, genom fastställande enbart genom det totala innehållet organiskt kol (TOC) i vätskeextraktet, ska ytterligare en undersökning göras. Denna kompletterande undersökning ska också göras på tre prover, med tio gånger mindre polymer och samma mängd vatten som använts vid den första undersökningen.

1.5.4   Analys

1.5.4.1   Undersökningar utförda med en provstorlek

Det kan finnas metoder tillgängliga för direktanalys av polymerkomponenter i vätskefasen.

Alternativt kan eventuellt också indirekt analys av upplösta/extraherade polymerkomponenter, genom fastställande av det totala innehållet upplösningsbara delar och korrigering för ej polymerspecifika komponenter, göras.

Analys av vätskefasen avseende totala polymeriska arter är möjlig antingen genom tillräckligt känslig metod, t.ex.:

TOC med hjälp av persulfat- eller dikromatupplösning för att producera CO2, följt av uppskattning med IR-analys eller kemisk analys,

Atomabsorbtionsspektrometri (AAS) eller dess induktivt kopplade plasmautsläpp (ICP) motsvarande den för kisel- eller metallinnehållande polymerer,

UV-absorbtion eller spektrofluorimetri för akrylpolymerer,

LC-MS för lågmolekylviktsprover,

eller genom vakuumevaporation till torrhet av vätskeextraktet och spektroskopisk analys IR, UV, osv.) eller AAS/ICP-analys av resten.

Om analys av vätskefasen som sådan inte är praktiskt genomförbar, ska vätskeextraktet extraheras med ett vattenoupplösligt organiskt lösningsmedel, t.ex. klorerat kolväte. Lösningsmedlet evaporeras därefter och resten analyseras enligt ovan avseende angivet polymerinnehåll. Komponenter i denna rest som identifieras som föroreningar eller tillsatser ska subtraheras för bestämning av polymerens egen upplösning/extraktion.

När förhållandevis stora mängder sådant material finns närvarande, kan det vara nödvändigt att analysera resterna, t.ex. HPLC- eller GC-analys för att differentiera föroreningarna från monomera och monomerderiverade ämnen, så att det faktiska innehållet av det senare kan fastställas.

I vissa fall kan vanlig evaporation av det organiska lösningsmedlet till torrhet och vägning av den torra resten vara tillräckligt.

1.5.4.2   Provning med två olika provstorlekar

Alla vätskeextrakt analyseras avseende total mängd organiskt kol.

Gravimetrisk bestämning ska göras på den oupplösta/ej extraherade delen av provet. Om polymer-resten, efter centrifugering eller filtrering av innehållet i varje kärl, sitter kvar på kärlväggen, ska kärlet sköljas med filtratet tills kärlet är rent från alla synliga rester. Därefter ska filtratet återigen centrifugeras eller filtreras. Kvarvarande rester på filtret eller i centrifugröret torkas vid 40 oC under vakuum och vägs. Torkningen ska fortsätta tills konstant vikt nås.

2.   DATA

2.1   PROVNING MED EN ENDA PROVSTORLEK

De enskilda resultaten för var och en av de tre flaskorna samt medelvärdena ska anges och uttryckas i enheter för massa/volym lösning (normalt mg/l) eller massa/massa av polymerprovet (normalt mg/g). Dessutom ska provets viktförlust anges, beräknad som lösningens vikt dividerad med det ursprungliga provets vikt. Den relativa standardavvikelsen ska beräknas. Enskilda värden ska ges för hela ämnet (polymer plus väsentliga tillsatser osv.) och för polymeren ensam (dvs. efter subtraktion av bidraget från sådana tillsatser).

2.2   PROVNING MED TVÅ OLIKA PROVSTORLEKAR

De enskilda värdena för total mängd organiskt kol i vätskeextrakten för de två trippelexperimenten och medelvärdet för varje experiment ska anges, uttryckt som massa per volym lösning (normalt mg C/l), samt som massa per vikt för det ursprungliga provet (normalt mg C/g).

Om ingen skillnad föreligger mellan resultaten för stort respektive litet förhållande mellan prov och vatten, kan detta innebära att alla extraherbara komponenter faktiskt extraherats. I sådana fall krävs normalt ingen direkt analys.

Resternas individuella vikter ska anges och uttryckas i procent av provernas initialvikt. Medelvärden ska beräknas för varje experiment. Skillnaderna mellan 100 och funnen procentandel representerar andelen lösningsbart och extraherbart material i ursprungsprovet.

3.   RAPPORT

3.1   PROVNINGSRAPPORT

Provningsrapporten ska innehålla följande information:

3.1.1   Undersökt ämne

Tillgänglig information om ämnet, identitet, tillsatser, föroreningar, innehåll av varianter med låg molekylvikt.

3.1.2   Experimentella förhållanden

Beskrivning av tillämpat förfarande och experimentella förhållanden.

Beskrivning av analys- och detektionsmetoder.

3.1.3   Resultat

Resultatet avseende lösningsbarhet/extraktionsbarhet i mg/l, individuella värden och medelvärden för extraktionsprovet för de olika lösningarna, uppdelat i polymerinnehåll och föroreningar, tillsatser osv.

Resultatet av upplösningen/extraktionen av polymeren i mg/g.

Värden för det totala innehållet organiskt kol i vätskeextrakten, lösningens vikt och beräknade andel, om denna mäts.

pH-värde för varje prov.

Information om blankvärden.

Vid behov hänvisningar till det undersökta ämnets kemiska instabilitet, både under provnings- och analysprocessen.

All information som är viktig för tolkningen av resultaten.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

DIN 53733 (1976), Provtagning från plastprodukter för provningsändamål.

A.21   OXIDERANDE EGENSKAPER (VÄTSKOR)

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Denna provningsmetod är utformad för att mäta ett flytande ämnes potential att öka förbränningshastigheten eller förbränningsintensiteten hos ett brännbart ämne, eller att bilda en blandning med ett brännbart ämne som självantänds när de två blandas noggrant. Metoden är baserad på FN:s provningsmetod Provning för oxiderande vätskor (1) och är likvärdig med den. Då denna metod A.21 emellertid i första hand är utformad för att uppfylla kraven i förordning (EG) nr 1907/2006, krävs endast jämförelse med ett referensämne. Provning och jämförelse med ytterligare referensämnen kan bli nödvändiga om provningsresultaten förväntas användas för andra syften (9).

Denna provning behöver inte utföras när en undersökning av strukturformeln kan fastställa att ämnet utan rimligt tvivel är oförmöget att reagera exotermiskt med ett brännbart material.

Det är värdefullt att ha förhandsinformation om ämnets alla möjliga explosiva egenskaper innan denna provning utförs.

Denna provning är inte tillämplig på fasta ämnen, gaser, explosiva eller mycket brandfarliga ämnen, eller peroxider.

Denna provning behöver eventuellt inte utföras, om resultat för provsubstansen ifråga från provning enligt FN:s Provning för oxiderande vätskor (1) redan finns tillgängliga.

1.2   DEFINITIONER OCH ENHETER

Med ”medeltid för tryckstegring” avses medelvärdet av de uppmätta tiderna för att en blandning vid provning ska åstadkomma en tryckökning från 690 kPa till 2 070 kPa över det atmosfäriska trycket.

1.3   REFERENSÄMNE

65 % (viktprocent) salpetersyra (analysgrad) ska användas som referensämne. (10)

Om den som utför försöken förutser att resultaten från denna provning eventuellt kommer att användas för andra syften (9), kan även provning med ytterligare referensämnen vara lämpligt (11).

1.4   PRINCIPEN FÖR PROVNINGSMETODEN

Vätskan som ska provas blandas med fibercellulosa, i ett viktförhållande 1 till 1, och införs i ett tryckkärl. Om vid blandning eller fyllning självantändning inträffar krävs ingen ytterligare provning.

Om självantändning inte inträffar ska hela provningen utföras. Blandningen upphettas i ett tryckkärl och medelvärdet fastställs för den tid det tar för trycket att stiga från 690 kPa till 2 070 kPa över det atmosfäriska trycket. Denna medeltid jämförs med medeltiden för trycket att stiga för en 1:1-blandning av referensämnet (-ämnena) och cellulosa.

1.5   KVALITETSKRITERIER

I en serie om fem försök med ett och samma ämne ska inget resultat avvika med mer än 30 % från det aritmetiska medelvärdet. Resultat som avviker med mer än 30 % från medelvärdet ska förkastas, tillvägagångssättet för blandning och fyllning förbättras och provningen upprepas.

1.6   BESKRIVNING AV METODEN

1.6.1   Preparering

1.6.1.1   Brännbart ämne

Torkad fibercellulosa med en fiberlängd mellan 50 och 250 μm och en medeldiameter av 25 μm (12), används som brännbart material. Den torkas tills vikten inte ändras, i ett lager som är högst 25 mm tjockt vid 105 oC under fyra timmar, och förvaras i en exikator med torkmedel tills den svalnat och ska användas. Vattenhalten i den torkade cellulosan ska vara mindre än 0,5 % av torrsubstansen (13). Om det behövs ska torktiden förlängas för att uppnå detta (14). Samma parti cellulosa ska användas under hela provningen.

1.6.1.2   Apparat

1.6.1.2.1   Tryckkärl

Ett tryckkärl krävs. Kärlet består av ett cylindriskt tryckkärl som är 89 mm långt med en ytterdiameter av 60 mm (se figur 1). Två plana ytor bearbetas fram på motstående sidor (minskar kärlets tvärsnitt till 50 mm) för att underlätta fasthållning när tändstift och urluftningsplugg monteras. Kärlet som har en urborrning med en diameter av 20 mm har falsats på insidan i båda ändar till ett djup av 19 mm och gängats till 1”British Standard Pipe (BSP) eller metrisk motsvarighet. En tryckavlastare, i form av ett sidostycke, är inskruvad i den rundade delen av tryckkärlet 35 mm från ena änden och vinkelrätt mot de plana ytorna. Uttaget för detta borras till ett djup av 12 mm och gängas till 1/2” BSB (eller metrisk motsvarighet) för att passa till gängan på sidostyckets ände. Om så behövs kan en inert tätning anbringas för att se till att anslutningen blir gastät. Sidostycket sticker ut 55 mm från tryckkärlets huvuddel och har ett hål med en diameter av 6 mm. Sidostyckets ände är falsad och gängad för att passa en tryckgivare av membrantyp. Alla tryckmätningsanordningar kan användas under förutsättning att de inte påverkas av de heta gaserna eller upplösningsprodukterna och klarar att svara på tryckhöjningshastigheter motsvarande 690–2 070 kPa på mindre än 5 ms.

Tryckkärlets ände som är längst från sidostycket är förseglad med ett tändstift som är utrustat med två elektroder, den ena isolerad från och den andra ansluten till tändstiftets huvuddel. Den andra änden av tryckkärlet är förseglad med ett sprängbleck (sprängtryck cirka 2 200 kPa) som hålls på plats av en fästplugg med ett hål med en diameter av 20 mm. Om så behövs kan en inert tätning användas tillsammans med tändstiftet för att garantera en gastät anslutning. En stödställning (figur 2) håller enheten i rätt läge vid användning. Denna omfattar vanligen en gjutstålsplatta med måtten 235 mm × 184 mm × 6 mm och ett 185 mm långt fyrkantsrör 70 mm × 70 mm × 4 mm.

En sektion är bortskuren från motstående sidor i ena änden av fyrkantsrörets längd så att en struktur med två plansidiga ben som sticker ut från ett 86 mm långt helt fyrkantrör återstår. Ändarna på dessa plana sidor kapas av med en vinkel av 60o mot horisontalplanet och svetsas fast på bottenplattan. Ett urtag som är 22 mm brett och 46 mm djupt bearbetas fram på den ena sidan av den övre änden av fyrkantsröret, på så sätt att sidostycket passar in i urtaget när tryckkärlsenheten – med tändstiftsänden först – sänks ned i stödställningen. En stålbit som är 30 mm bred och 6 mm tjock svetsas fast på den undre inre sidan av fyrkantsröret för att fungera som en distans. Två 7 mm tumskruvar, gängade i motsatta sidor, håller tryckkärlet stadigt på plats. Två 12 mm breda band av 6 mm tjockt stål, svetsade på de sidobitar som sitter på fyrkantsrörets undre del, stödjer tryckkärlet från undersidan.

1.6.1.2.2   Tändsystem

Tändsystemet består av en 25 cm lång Ni/Cr-tråd med en diameter av 0,6 mm och ett motstånd av 3,85 ohm/m. Tråden är lindad, med hjälp av en 5 mm tjock stång, till formen av en spiral och är fastsatt vid tändstiftets elektroder. Spiralen ska ha ett av de utseenden som visas i figur 3. Avståndet mellan tryckkärlets undersida och undersidan av tändspiralen ska vara 20 mm. Om elektroderna inte går att justera ska tändtrådens ändar mellan spiralen och kärlets undersida isoleras med ett keramiskt överdrag. Tråden värms upp av en kraftkälla med konstant spänning som kan ge minst 10 A.

1.6.2   Provningens utförande  (15)

Apparaten, helt monterad med tryckgivare och uppvärmningssystem men utan sprängblecket på plats, stöds med tändstiftsänden nedåt. 2,5 g av den vätska som ska provas blandas med 2,5 g torkad cellulosa i dekanteringsglas med hjälp av en omrörningsstav av glas (16). För säkerhets skull ska blandningen utföras med en skyddsskärm mellan operatören och blandningen. Om vid blandning eller fyllning självantändning uppstår krävs ingen ytterligare provning. Blandningen tillsätts tryckkärlet i små portioner under knackning, så att blandningen säkert packas runt tändspiralen och är i god kontakt med den. Det är viktigt att spiralen inte förvrids under packningsprocessen då detta kan leda till oriktiga resultat (17). Sprängblecket sätts på plats och fästpluggen skruvas åt ordentligt. Det fyllda kärlet placeras, med sprängblecket överst, i stödställningen vilken ska stå i ett lämpligt, förstärkt dragskåp eller eldningsutrymme. Kraftförsörjningen ansluts till tändstiftets yttre anslutningar och 10 A läggs på. Tiden mellan det att blandningen påbörjas och inkopplingen av strömmen får inte överstiga 10 minuter.

Signalen som avges av tryckgivaren registreras med ett lämpligt system som möjliggör både utvärdering och alstring av en permanent dokumentering av den tidtrycksprofil som erhålls (t.ex. en transientregistrerare kopplad till en skrivare). Blandningen upphettas tills sprängblecket går sönder eller tills minst 60 s har gått. Om sprängblecket inte går sönder, ska man låta blandningen svalna innan man försiktigt demonterar apparaten, med vidtagande av försiktighetsåtgärder för att hantera eventuellt övertryck. Fem försök utförs med provämnet och referensämnet (-ämnena). Den tid det tar för trycket att stiga från 690 kPa till 2 070 kPa över det atmosfäriska trycket noteras. Medelvärdet för tryckstegringstiden beräknas.

I vissa fall kan ämnen alstra en tryckstegring (alltför snabb eller alltför långsam) som orsakas av kemiska reaktioner och som inte är relaterad till ämnets oxiderande egenskaper. I dessa fall kan det vara nödvändigt att upprepa provningen med ett inert ämne, t.ex. diatomit (kiselgur), i stället för cellulosa för att klargöra reaktionens natur.

2.   DATA

Tryckstegringstiderna både för provämnet och referensämnet (-ämnena). Tryckstegringstiderna för provningarna med ett inert ämne, om sådana utförts.

2.1   BEHANDLING AV RESULTAT

Tryckstegringstiderna både för provämnet och referensämnet (-ämnena) beräknas.

Medelvärdet för tryckstegringstiderna för provningarna med ett inert ämne (om sådana utförts) beräknas.

I tabell 1 visas några exempel på resultat.

Tabell 1

Exempel på resultat  (21)

Ämne (18)

Medeltryckstegringstid för en 1:1-blandning med cellulosa

(ms)

Ammoniumdikromat, mättad vattenlösning

20 800

Kalciumnitrat, mättad vattenlösning

6 700

Järn(III)nitrat, mättad vattenlösning

4 133

Litiumperklorat, mättad vattenlösning

1 686

Magnesiumperklorat, mättad vattenlösning

777

Nickelnitrat, mättad vattenlösning

6 250

Salpetersyra, 65 %

4 767 (20)

Perklorsyra, 55 %

121 (20)

Perchloric acid, 55 %

59

Kaliumnitrat, 30 % vattenlösning

26 690

Silvernitrat, mättad vattenlösning

 (21)

Natriumklorat, 40 % vattenlösning

2 555 (20)

Natriumnitrat, 45 % vattenlösning

4 133

Inert ämne

 

Vatten: cellulosa

 (21)

3.   RAPPORT

3.1   PROVNINGSRAPPORT

Provningsrapporten ska omfatta följande information:

Identiteten, sammansättningen, renheten, etc. för det ämne som provas.

Provämnets koncentration.

Torkprocessen för använd cellulosa.

Vattenhalten för använd cellulosa.

Resultatet av mätningarna.

Resultatet från provningar med ett inert ämne, om sådana utförts.

Det beräknade medelvärdet för tryckstegringstiden.

Alla avvikelser från denna metod och orsaken till dem.

All ytterligare information eller kommentarer som har betydelse för resultatets tolkning.

3.2   TOLKNING AV RESULTATET (22)

Provningsresultaten har bedömts på grundval av

a)

huruvida blandningen av provämne och cellulosa självantänder, och jämförelse av medelvärdet för den tid det tar för trycket att stiga från 690 kPa till 2 070 kPa

b)

med respektive referensämne (-ämnen).

Ett flytande ämne anses vara ett oxidationsmedel om

a)

en 1:1-blandning, i viktdelar, av ämnet och cellulosa självantänder, eller

b)

en 1:1-blandning, i viktdelar, av ämnet och cellulosa uppvisar ett medelvärde för tryckstegringstiden som är mindre än eller lika med medelvärdet för tryckstegringstiden för en 1:1-blandning, i viktdelar, av 65 % (viktprocent) salpetersyra och cellulosa.

För att undvika falska positiva resultat ska, om så behövs, även de resultat som erhålls vid provning av ämnet med ett inert material beaktas då resultaten tolkas.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

FN:s rekommendationer om transport av farligt gods, manual för provningar och kriterier. 3:e reviderade utgåvan. FN:s publikation nr: ST/SG/AC.10/1 l/rev. 3, 1999, sid. 342. Provning O.2: Provning för oxiderande vätskor.

Figur 1

Tryckkärl

Image

Figur 2

Stödställning

Image

Figur 3

Tändsystem

Image

Anm.: Endera av de här systemen kan användas.


(1)  Beroende på typ av instrument och ämnets renhetsgrad.

(2)  Beroende på typ av instrument och ämnets renhetsgrad.

(3)  Beroende på typ av instrument och ämnets renhetsgrad.

(4)  Beroende på typ av instrument och ämnets renhetsgrad.

(5)  Denna noggrannhet gäller endast för den enkla anordning som beskrivs i t.ex. ASTM D 1120-72; den kan förbättras med mer avancerade ebulliometeranordningar.

(6)  Gäller endast för rena ämnen. Användning under andra omständigheter ska motiveras.

(7)  Beroende på renhetsgrad.

(8)  Denna metod kan också användas i området 1 till 10 Pa, under förutsättning att försiktighet iakktas.

(9)  Såsom, till exempel, inom ramen för FN:s transportföreskrifter.

(10)  Såsom, till exempel, inom ramen för FN:s transportföreskrifter.

(11)  I hänvisning 1 används t.ex. 50 % (viktprocent) perklorsyra och 40 % (viktprocent) natriumklorat.

(12)  T.ex. Whatmans kolonn kromatografiska cellulosapulver CF 11, katalognummer 4021 050.

(13)  Bekräftad genom (t.ex.) Karl-Fisher titrering.

(14)  Denna vattenhalt kan alternativt åstadkommas genom (t.ex.) uppvärmning vid 105 oC i vakuum under 24 timmar.

(15)  Blandningar av oxidationsmedel och cellulosa ska behandlas som potentiellt explosiva och hanteras med försiktighet.

(16)  I praktiken kan detta åstadkommas genom att göra i ordning en 1:1-blandning av vätskan, som ska provas, och cellulosa i en större mängd än vad som behövs för försöket och överföra 5 ±0,1 g till tryckkärlet. Blandningen måste vara nygjord för varje försök.

(17)  Framför allt måste kontakt mellan spiralens på varandra följande varv undvikas.

(18)  Se hänvisning (1) för klassificering enligt FN:s transportsystem

(19)  Mättade lösningar ska iordningställas vid 20 oC.

(20)  Medelvärde från jämförande försök från flera laboratorier

(21)  Det maximala trycket 2 070 kPa uppnåddes ej.

(22)  Se referens 1 för tolkning av resultaten enligt FN:s transportföreskrifter med användning av flera referensämnen.


DEL B: METODER FÖR BESTÄMNING AV TOXICITET OCH ANDRA HÄLSOEFFEKTER

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

ALLMÄN INLEDNING

B.1a

AKUT TOXICITET (ORALT) – METOD MED FASTA SÄRSKILJANDE DOSER

B.1b

AKUT TOXICITET ORALT – METOD FÖR BESTÄMNING AV AKUT TOXICITETSKLASS

B.2

AKUT TOXICITET (INANDNING)

B.3

AKUT TOXICITET (DERMALT)

B.4

AKUT TOXICITET: HUDIRRITATION/HUDKORROSION

B.5

AKUT TOXICITET: ÖGONIRRITATION/ÖGONKORROSION

B.6

HUDSENSIBILISERING

B.7

28 DAGARS STUDIE AV TOXICITET MED UPPREPAD ORAL DOSERING

B.8

TOXICITET VID UPPREPAD DOSERING (28 DAGAR, INANDNING)

B.9

TOXICITET VID UPPREPAD DOSERING (28 DAGAR, DERMALT)

B.10

MUTAGENICITET – TEST IN VITRO AV KROMOSOMAVVIKELSER HOS DÄGGDJUR

B.11

MUTAGENICITET – TEST IN VIVO AV KROMOSOMAVVIKELSER I BENMÄRG HOS DÄGGDJUR

B.12

MUTAGENICITET – TEST AV MIKROKÄRNOR IN VIVO I ERYTROCYTER HOS DÄGGDJUR

B.13/14

MUTAGENICITET – TEST AV ÅTERMUTATION HOS BAKTERIER

B.15

MUTAGENICITETSTEST OCH SVREENING FÖR CANCERGENICITET

B.16

MITOTISK REKOMBINATION – SACCHAROMYCES CEREVISIAE

B.17

MUTAGENICITET – TEST AV GENMUTATIONER HOS DÄGGDJURSCELLER IN VITRO

B.18

DNA-SKADA OCH DNS-REPARATION – FELAKTIG DNA-SYNTES – DÄGGDJURSCELLER IN VITRO

B.19

TEST AVSEENDE SYSTERKROMATIDSBYTEN IN VITRO

B.20

KÖNSBUNDEN RECESSIV LETAL TEST PÅ DROSOPHILA MELANOGASTER

B.21

CELLTRANSFORMATIONSTEST PÅ DÄGGDJURSCELLER IN VITRO

B.22

DOMINANT LETAL TEST PÅ GNAGARE

B.23

SPERMATOGENIAL TEST AV KROMOSOMAVVIKELSER HOS DÄGGDJUR

B.24

FLÄCKTEST PÅ MUS

B.25

TEST AVSEENDE ÄRFTLIG TRANSLOKATION PÅ MUS

B.26

TEST AVSEENDE SUBKRONISK ORAL TOXICITET (90-DAGARS UPPREPAT ORALTEST PÅ GNAGARE)

B.27

TEST AVSEENDE SUBKRONISK ORAL TOXICITET (90-DAGARS UPPREPAT ORALTEST PÅ ICKE-GNAGARE)

B.28

TEST AVSEENDE SUBKRONISK DERMAL TOXICITET (90-DAGARS REPETERAD DERMALTEST PÅ GNAGARE)

B.29

TEST AVSEENDE SUBKRONISK INHALATIONSTOXICITET (90-DAGARS REPETERAD INHALATIONSTEST PÅ GNAGARE)

B.30

TEST AVSEENDE KRONISK TOXICITET

B.31

TEST AVSEENDE PRENATAL UTVECKLINGSTOXICITET

B.32

TEST AVSEENDE CANCERGENICITET

B.33

KOMBINERAT TEST AVSEENDE KRONISK TOXICITET OCH CANCERGENICITET

B.34

REPRODUKTIONSTOXICITETSTEST PÅ EN GENERATION

B.35

TEST AVSEENDE REPRODUKTIONSTOXICITET PÅ TVÅ GENERATIONER

B.36

TOXIKOKINETIK

B.37

FÖRDRÖJD NEUROTOXICITET ORSAKAD AV ORGANISKA FOSFORFÖRENINGAR TILL FÖLJD AV AKUT EXPONERING

B.38

FÖRDRÖJD NEUROTOXICITET ORSAKAD AV ORGANISKA FOSFORFÖRENINGAR (28 DAGARS UPPREPAD DOSUNDERSÖKNING)

B.39

TEST AV REPARATIONSSYNTES (uds) HOS LEVERCELLER FRÅN DÄGGDJUR IN VIVO

B.40

IN VITRO-TEST AV HUDKORROSIVITET: BESTÄMNING AV TRANSKUTANT ELEKTRISKT MOTSTÅND (TER)

B.40a

IN VITRO-TEST AV HUDKORROSIVITET: TEST MED MODELL AV HUMAN HUD

B.41

3T3 NRU-FOTOTOXICITETSTEST IN VITRO

B.42

HUDSENSIBILISERING: LLNA-METODEN (LOCAL LYMPH NODE ASSAY)

B.43

TEST AVSEENDE NEUROTOXICITET PÅ GNAGARE

B.44

HUDABSORPTION: IN VIVO-METOD

B.45

HUDABSORPTION: IN VITRO-METOD

ALLMÄN INLEDNING

A.   BESKRIVNING AV TESTSUBSTANSEN

Testsubstansens sammansättning, inbegripet de viktigaste orenheterna, och dess relevanta fysikaliskt-kemiska egenskaper, inbegripet ämnets stabilitet, ska vara kända innan en toxicitetsundersökning inleds.

Testsubstansens fysikaliskt-kemiska egenskaper ger viktig vägledning vid val av tillförselväg, utformning av varje enskild undersökning samt hantering och lagring av testsubstansen.

En analysmetod för kvalitativ och kvantitativ bestämning av testsubstansen (om möjligt inbegripet viktiga orenheter) i doseringsmediet och i biologiska material bör utvecklas innan en undersökning inleds.

Alla uppgifter om identifiering av testsubstansen, dess fysikaliskt-kemiska egenskaper, renhet och beteende bör omfattas av testrapporten.

B.   DJURVÅRD

En strikt kontroll av miljöförhållandena samt tillämpliga djurvårdsmetoder är grundläggande i fråga om toxicitetstester.

i)   Förvaltningsförhållanden

Miljön i försöksdjurens rum eller burar ska vara avpassade efter djurarten. Lämpliga betingelser för råttor, möss och marsvin är en rumstemperatur på 22 ±3 oC med en relativ luftfuktighet på 30 – 70 %. För kaniner och marsvin bör temperaturen hållas vid 20 ±3 oC med en relativ luftfuktighet på 30 – 70 %.

Vissa testmetoder är särskilt känsliga för temperatureffekter och i dessa fall ingår detaljuppgifter om lämpliga betingelser i metodbeskrivningen. I alla undersökningar av toxiska effekter ska temperaturen och luftfuktigheten kontrolleras, registreras och anges i den slutliga testrapporten.

Artificiell belysning bör användas, med en dygnsrytm på 12 timmar ljus, 12 timmar mörker. Detaljuppgifter om belysningsrytmen ska registreras och anges i den slutliga testrapporten.

Om inte annat anges för metoden får djuren inhysas individuellt eller i små grupper av samma kön; i fråga om grupper bör högst fem djur inhysas i varje bur.

I rapporter om djurförsök är det viktigt att ange vilken typ av bur som används och antalet djur i varje bur, både under exponering för det kemiska ämnet och under en påföljande observationstid.

ii)   Utfodring

Fodret ska uppfylla alla näringsmässiga krav som kan ställas för den djurart som används i försöket. Om testsubstansen tillförs djuren via fodret kan näringsvärdet sjunka till följd av en samverkan mellan ämnet och någon beståndsdel i fodret. Möjligheten av en sådan reaktion ska övervägas vid tolkningen av testresultaten. Konventionellt laboratoriefoder får användas tillsammans med obegränsade mängder vatten. Valet av foder kan påverkas av behovet av att säkerställa en lämplig blandning med testsubstansen när denna tillförs enligt denna metod.

I fodret får inte finnas störande koncentrationer av föroreningar som man vet påverkar toxiciteten.

C.   ALTERNATIVA TESTER

För Europeiska unionen är det ett åtagande att främja utvecklandet och valideringen av alternativa metoder som kan ge samma informationsnivå som nuvarande djurförsök, men som använder färre djur, orsakar mindre lidande eller undviker användning av djur fullständigt.

När sådana metoder blir tillgängliga ska de om möjligt beaktas för riskbedömning och efterföljande klassificering och märkning av eventuella risker.

D.   UTVÄRDERING OCH TOLKNING

När tester utvärderas och tolkas ska begränsningarna för i vilken utsträckning resultaten av djurförsök och in vitro-undersökningar går att tillämpa på människor beaktas och därför får bevis för negativa effekter på människor i förekommande fall användas som bekräftelse av testresultaten.

E.   LITTERATURHÄNVISNINGAR

De flesta av dessa metoder har utvecklats inom ramen för OECD:s program för riktlinjer för tester och bör utföras i enlighet med principerna för god laboratoriepraxis, i syfte att så långt möjligt säkerställa ”ömsesidigt godtagande av uppgifter”.

Ytterligare information finns i de hänvisningar som görs i OECD:s riktlinjer och relevant litteratur som publicerats på annat håll.

B.1a   AKUT TOXICITET (ORALT) – METOD MED FASTA SÄRSKILJANDE DOSER

1.   METOD

Denna testmetod motsvarar OECD TG 420 (2001).

1.1   INLEDNING

Vid traditionella metoder för bedömning av akut toxicitet används djurens död som slutpunkt. 1984 föreslog British Toxicology Society en ny metod för test avseende akut toxicitet. Den nya metoden bygger på att djuren ges en serie doser på definierade nivåer (se hänvisning 1). Då behöver djurens död inte användas som slutpunkt, eftersom metoden bygger på observationer av klara tecken på toxicitet vid någon av de definierade dosnivåerna. Efter brittiska och internationella (se hänvisning 2 respektive 3) valideringsstudier in vivo 1992 detta förfarande som en testmetod. Därefter har metodens statistiska egenskaper utvärderats med hjälp av matematiska modeller i en serie studier (se hänvisning 4, 5, och 6). Med hjälp av dessa in vivo- och modelleringsstudier har man kunnat demonstrera att metoden är reproducerbar, kräver ett mindre antal djur och orsakar mindre lidande än de traditionella metoderna, och att metoden även gör det möjligt att klassificera ämnen på ett liknande sätt som med de övriga testmetoderna för akut toxicitet.

Riktlinjer för valet av den lämpligaste testmetoden för ett visst ändamål finns i vägledningen om testning av akut toxicitet oralt (se hänvisning 7). I vägledningen finns även tilläggsinformation rörande utförandet av testmetod B.1b och tolkningen av resultaten.

Metoden bygger på principen om att endast skäligen toxiska doser används i huvudtestet, och att doser som förväntas vara dödliga ska undvikas. Doser som, på grund av frätande eller allvarligt irriterande verkningar, är kända att orsaka klar smärta och svårt lidande behöver inte användas. Döende djur eller djur som uppvisar klara tecken på smärta eller allvarligt och ihållande lidande ska avlivas skonsamt, och vid tolkningen av testresultaten ska dessa djur beaktas på samma sätt som djur som har dött under testets gång. Kriterierna för beslut rörande avlivning av döende eller svårt lidande djur, liksom även riktlinjer för tecknen på förutsägbar eller annalkande död, behandlas i en separat vägledning (se hänvisning 8).

Metoden ger information om ett ämnes farliga egenskaper och möjliggör klassificering av ämnet enligt det globala harmoniserade systemet (GHS) för klassificering av kemikalier som orsakar akut toxicitet (se hänvisning 9).

Testningslaboratoriet bör analysera all tillgänglig information om testämnet innan själva testningen genomförs. Sådan information inbegriper ämnets identitet och kemiska struktur, fysikalkemiska egenskaper, resultaten från andra eventuella in vitro- eller in vivo-test avseende toxicitet, toxikologiska data om strukturellt närbesläktade ämnen och ämnets tilltänkta användningsändamål. Denna information behövs för att avgöra huruvida testet är relevant för skyddet av människors hälsa, och hjälper vid valet av en optimal startdos.

1.2   DEFINITIONER

Akut toxicitet (oralt): De skadliga verkningar som uppträder efter oral tillförsel av en engångsdos av ett ämne eller upprepade doser som ges inom 24 timmar.

Fördröjd död: Det att ett djur inte dör eller är döende inom 48 timmar, men dör senare under den 14 dagar långa observationsperioden.

Dos: Den mängd testämne som tillförs. Dosen uttrycks som vikten testämne per viktenhet försöksdjur (exempelvis mg/kg).

Uppenbar toxicitet: En allmän term för att beskriva klara tecken på toxicitet efter tillförsel av testämnet (exempel finns i hänvisning 3). Verkningarna är då så allvarliga att närmaste högre dos troligen leder till att största delen av djuren utsätts för svår smärta eller uppvisar ihållande tecken på allvarligt lidande, är döende (kriterierna anges i vägledningen om konsekvenser för människor, se hänvisning 8) eller sannolikt dör.

GHS: Globala harmoniserade systemet för klassificering och märkning av kemikalier och blandningar. Systemet utarbetas gemensamt inom OECD (människors hälsa och miljö), FN:s expertkommitté om transport av farligt gods (fysikalkemiska egenskaper) och ILO (varningar). Samordningen sker genom det gemensamma programmet för sund kemikaliehantering (IOMC).

Annalkande död: När ett djur troligen är döende eller har dött före den nästa planenliga observationstidpunkten. Hos gnagare kan tecknen på annalkande död inbegripa konvulsioner, lateral kroppsställning, halvliggande ställning och tremor (närmare uppgifter finns i vägledning om konsekvenserna för människor, se hänvisning 8).

LD50 (median letal dos): En statistiskt fastställd engångsdos som kan förväntas leda till döden för 50 % av de djur som har tillförts dosen oralt. LD 50 -värdet uttrycks som vikten testämne per viktenhet försöksdjur (mg/kg).

Gränsdos: En dos på den övre gränsnivån (2 000 eller 5 000 mg/kg).

Döende djur: Ett djur som håller på att dö eller som har små chanser att överleva, även om det får behandling (närmare uppgifter finns i vägledningen om konsekvenserna för människors hälsa, se hänvisning 8).

Förutsägbar död: Förekomsten av kliniska tecken som tyder på död vid en känd framtida tidpunkt som infaller före försökets planerade avslutningstidpunkt, exempelvis oförmåga att nå vatten eller föda (närmare uppgifter finns i vägledningen om konsekvenserna för människors hälsa, se hänvisning 8).

man når den dos som orsakar uppenbar toxicitet eller ett dödsfall, eller tills inga verkningar kan iakttas på den högsta dosnivån eller dödsfall inträffar på den lägsta dosnivån.

1.4   BESKRIVNING AV TESTMETODEN

1.4.1   Val av djurart

Rekommenderad gnagare är råtta, även om testet kan utföras med andra gnagare. I regel används hondjur (se hänvisning 7). Detta beror på att litteraturstudier av konventionella LD50-test indikerar att känslighetsskillnaderna mellan könen är små, men att honorna i förekommande fall ofta är en aning mer känsliga (se hänvisning 10). Om däremot kunskaperna om strukturellt närbesläktade ämnens toxikologiska eller toxiko-kinetiska egenskaper tyder på att hanarna sannolikt är känsligare än honorna bör hanar användas. Om testet görs på hanar bör tillbörlig motivering ges.

Djuren bör vara unga och friska vuxna exemplar som härrör från normala laboratoriestammar. Hondjuren får inte ha fött ungar och får inte vara dräktiga. När dostillförseln inleds ska djuret vara mellan 8 och 12 veckor gammalt, och variationerna i vikt får vara högst ± 20 % av medelvikten för alla tidigare djur som har doserats.

1.4.2   Förvarings- och utfodringsbetingelser

Temperaturen i testdjurens utrymmen bör vara 22 oC (± 3 oC). Den relativa fuktigheten bör vara minst 30 % och ska helst inte överstiga 70 %, utom när rummet rengörs. Målvärdet bör dock vara 50–60 %. Belysningen bör vara artificiell med omväxlande 12 timmar ljus och 12 timmar mörker. För utfodringen kan konventionellt laboratoriefoder användas, och djuren bör ha obegränsad tillgång till dricksvatten. Djur som tillförs doser på samma nivå kan inhysas i samma bur, men antalet djur per bur får inte vara högre än att klara observationer kan göras av varje djur.

1.4.3   Förberedelse av djuren

Djuren väljs ut slumpmässigt och förses med märkning så att de kan identifieras individuellt Därefter får djuren acklimatisera sig till laboratoriets betingelser i sina burar i minst 5 dagar före doseringsstart.

1.4.4   Förberedelse av doserna

I regel ska de olika doserna av testämnet tillföras i en konstant volym, vilket innebär att doserna har varierande koncentration. När en slutprodukt i vätskeform eller en blandning testas, kan det med tanke på riskbedömningen vara mer relevant att använda testämnet i outspädd form (konstant koncentration), vilket även förutsätts av vissa tillsynsmyndigheter. Den maximala dosvolymen för tillförsel får aldrig överskridas. Den största mängd vätska som kan tillföras vid ett och samma tillfälle beror på testdjurets storlek. För gnagare bör denna volym i regel inte överskrida 1 ml per 100 g kroppsvikt. I fråga om vattenlösningar får dock 2 ml per 100 g kroppsvikt användas. För tillförsel av dosen rekommenderas alltid i första hand lösning, suspension eller emulsion i vatten, sedan lösning, suspension eller emulsion i olja (exempelvis majsolja) och därefter eventuella andra vehiklar. I fråga om andra vehiklar än vatten måste de toxikologiska egenskaperna vara kända. Doserna måste beredas strax före tillförseln, utom i fall där preparatets stabilitet är känd och har påvisats vara godtagbar över hela användningsperioden.

1.5   FÖRFARANDE

1.5.1   Tillförsel av doser

Testämnet tillförs som en engångsdos genom sondmatning med hjälp av magsond eller lämplig intubationskanyl. I det sällsynta fallet att det inte är möjligt med en engångsdos, kan dosen tillföras i mindre delar över en period som inte överskrider 24 timmar.

Före dostillförseln hålls djuren fastande (utan föda och med tillgång till vatten, för råttor över natten och för möss i 3–4 timmar). Efter fasteperioden vägs djuren och testämnet tillförs. Efter tillförsel av ämnet kan djuren hållas utan föda i ytterligare 3–4 timmar (råttor) respektive 1–2 timmar (möss). Om dosen tillförs i delar över en tidsperiod kan det vara nödvändigt att ge djuren föda och vatten, beroende på periodens längd.

1.5.2   Inledande test

Avsikten med ett inledande test är att få en grund för valet av optimal startdos för huvudtestet. Testämnet tillförs enskilda djur enligt den sekvens som anges i flödesschemat i bilaga 1. Det inledande testet kan avslutas när sekvensen når fram till ett utfall om en startdos för huvudtestet (eller om ett djur dör på den lägsta angivna dosnivån).

Som startdos för det inledande testet väljs en av de angivna dosnivåerna 5, 50, 300 och 2 000 mg/kg. Startdosen väljs så att den troligen ger tecken på uppenbar toxicitet, och den ska i mån av möjlighet grunda sig på resultat från in vivo- och in vitro-test av samma kemikalie och strukturellt närbesläktade kemikalier. Om sådan information inte finns att tillgå, används startdosen 300 mg/kg.

Det bör gå minst 24 timmar från doseringen av att djur till doseringen av följande djur. Alla djur bör observeras i minst 14 dagar.

Undantagsvis, och endast när det kan motiveras med specifika tillsynskrav, får en ytterligare högre dosnivå på 5 000 mg/kg användas (se bilaga 3). Med hänsyn till djurens välbefinnande avråds testning på djur när det gäller GHS-kategori 5 (2 000–5 000 mg/kg). Sådan testning får endast göras när det finns en stark sannolikhet för att resultaten har en direkt relevans för skyddet av djurs eller människors hälsa eller av miljön.

I ett inledande test där ett djur dör vid den lägsta dosnivån (5 mg/kg), bör förfarandet i regel avslutas och ämnet klassificeras som tillhörande GHS-kategori 1 (se bilaga 1). Om det ändå behövs ytterligare bekräftelse av klassificeringen kan ett valfritt tilläggsförfarande genomföras. Detta går ut på att ett andra djur doseras vid nivån 5 mg/kg. Om detta andra djur dör, anses GHS-kategorin 1 vara bekräftad och testet avslutas omedelbart. Om det andra djuret överlever doseras högst tre tilläggsdjur vid nivån 5 mg/kg. Eftersom mortalitetsrisken är hög bör dessa djur av hänsyn till djurens välbefinnande doseras sekventiellt. Efter doseringen av ett djur får följande djur inte doseras förrän det är klart att det tidigare djuret sannolikt överlever. Om något av dessa djur dör ska doseringssekvensen omedelbart avslutas, och inga ytterligare djur ska doseras. Eftersom förekomsten av ett dödsfall till (oavsett hur många djur som har testats vid testets slut) leder till utfall A (två eller flera dödsfall), ska klassificeringen enligt bilaga 2 göras för dosen 5 mg/kg (kategori 1 om det förekommit två eller flera dödsfall eller kategori 2 om det inte förekommit fler än ett dödsfall). Dessutom innehåller bilaga 4 vägledning om klassificeringen enligt EU-systemet, som gäller tills det att det nya GHS-systemet har genomförts.

1.5.3   Huvudtest

1.5.3.1   Antalet djur och dosnivåer

I flödesschemat i bilaga 2 anges de steg som bör följas efter testning vid startdosnivå. Ett av tre steg måste tas – avsluta testet och riskklassificera ämnet på grundval av utfallet, testa vid en högre dosnivå eller testa vid en lägre dosnivå. Med hänsyn till djurens välbefinnande bör dosnivåer som har orsakat dödsfall i det inledande testet inte användas i huvudtestet (se bilaga 2). Erfarenheterna tyder på att det mest sannolika utfallet vid startdosnivån är att ämnet kan klassificeras och att ingen ytterligare testning behövs.

I regel används totalt fem djur av samma kön vid varje dosnivå. Dessa fem djur inbegriper det djur som i det inledande testet doserades vid den valda nivån och därutöver fyra djur (utom, i undantagsfall, om en dosnivå som används i huvudtestet inte har ingått i det inledande testet).

Tidsintervallet mellan doseringen vid varje nivå bestäms av start, varaktighet och allvarlighetsgrad för de toxiska tecknen. Doseringen av djuren på följande dosnivå bör inte inledas förrän det råder säkerhet om de tidigare doserade djurens överlevnad. I förekommande fall rekommenderas ett intervall på 3–4 dagar mellan doseringen vid de olika nivåerna, så att eventuella tecken på fördröjd toxicitet kan observeras. Tidsintervallet kan anpassas på tillbörligt sätt, exempelvis i fall där responsen är tvetydig.

I fall där man överväger att använda en övre dos på 5 000 mg/kg bör förfarandet enligt bilaga 3 följas (se även avsnitt 1.6.2).

1.5.3.2   Gränstest (limit test)

Gränstest används primärt i situationer där laboratoriet har information som tyder på att testämnet sannolikt inte är toxiskt (toxiskt endast ovanför de gränsdoser som anges i bestämmelser). Information om testämnets toxicitet kan härledas från kunskaperna om liknande testade ämnen eller liknande testade blandningar eller produkter, med hänsyn tagen till identiteten och halten av de komponenter som har känd toxikologisk signifikans. Om informationen om ämnets toxicitet är bristfällig eller saknas, eller om ämnet troligen är toxiskt, bör huvudtestet genomföras.

Som gränstest för den metod som beskrivs här kan man använda ett inledande test med en startdos på 2 000 mg/kg (eller undantagsvis 5 000 mg/kg) som åtföljs av dosering av ytterligare fyra djur vid denna nivå.

1.6   OBSERVATIONER

Efter doseringen observeras djuren individuellt minst en gång under de första 30 minuterna, periodiskt under de första 24 timmarna (med särskild uppmärksamhet under de första 4 timmarna) och därefter dagligen under totalt 14 dagar. Detta gäller inte för djur som av hänsyn till djurens välbefinnande måste avlivas skonsamt eller för djur som hittas döda. Observationsperiodens längd bör dock ha en anpassningsmån. Längden bör bestämmas enligt de toxiska reaktionerna, tidpunkten för när de sätter in och återhämtningsperiodens längd. Observationsperioden kan således förlängas om det anses vara nödvändigt. Tidpunkten då tecken på toxicitet uppträder och försvinner är viktig, särskilt om de toxiska tecknen tenderar att vara fördröjda (se hänvisning 11). Alla observationer registreras systematiskt, med individuella registreringar för varje djur.

Tilläggsobservationer behövs om djuren fortsätter att uppvisa tecken på toxicitet. Observationerna bör omfatta ändringar i hud och päls, ögon och slemhinnor samt även andningsorganen, cirkulationsorganen och det autonoma och centrala nervsystemet. Likaså bör den somatomotoriska aktiviteten och beteendemönstret observeras. Uppmärksamhet bör fästas vid observationer av tremor, konvulsioner, salivutsöndring, diarré, letargi, sömn och koma. Hänsyn bör tas till de principer och kriterier som anges i vägledningen om konsekvenserna för människor (se hänvisning 8). Djur som befinns vara döende och djur som visar tecken på svår smärta eller ihållande lidande bör avlivas skonsamt. I fall där djur avlivas av hänsyn till djurens välbefinnande eller hittas döda, bör tidpunkten för dödsfallet registreras så exakt som möjligt.

1.6.1   Kroppsvikt

Djurens individuella vikter bör registreras strax innan testämnet tillförs och därefter minst en gång per vecka. Alla viktändringar bör bestämmas och registreras. Vid testets slut vägs alla överlevande djur och därefter avlivas de skonsamt.

1.6.2   Patologi

Alla försöksdjur (inbegripet de som dött under testet eller som har avlivats av hänsyn till djurens välbefinnande) bör obduceras. Alla betydande patologiska förändringar bör registreras för varje djur. Användbar information kan även fås genom mikroskopundersökning av organ som uppvisar betydande skador och som härrör från djur som överlevt minst 24 timmar efter tillförsel av startdosen.

2.   DATA

Data bör rapporteras individuellt per djur. Dessutom bör alla data sammanställas i tabellform. Tabellen ska för varje testgrupp visa antalet djur som använts, antalet djur som uppvisat tecken på toxicitet, antalet djur som under testets gång har dött eller avlivats av hänsyn till djurens välbefinnande, tidpunkterna för alla individuella dödsfall, en beskrivning av och förloppet för de toxiska verkningarna och deras reversibilitet samt obduktionsfynd.

3.   RAPPORTERING

3.1   TESTRAPPORT

Testrapporten ska innehålla nedan angivna uppgifter, enligt det som är relevant:

 

Testämne:

Fysikalisk natur, renhet och, där det är relevant, fysikalkemiska egenskaper (inbegripet isomerisering).

Identifieringsdata, inbegripet CAS-nummer.

 

Vehikel (i förekommande fall).

Motivering för val av vehikel, om annan än vatten.

 

Försöksdjur:

Art och stam som använts.

Mikrobiologiska data för djuren, om dessa data är kända.

Antalet djur, deras ålder och kön (och i förekommande fall en motivering för användning av hanar i stället för honor).

Ursprung, förvaringsförhållanden, foder och dylikt.

 

Testbetingelser:

Detaljerade uppgifter om testämnets sammansättning, inbegripet uppgifter om den tillförda dosens fysikaliska form.

Uppgifter om hur testämnet har tillförts, inbegripet dosens volym och doseringstidpunkt.

Detaljerade uppgifter om foder- och vattenkvalitet (inbegripet diettyp/källa, vattenkälla).

Motivering för valet av startdos.

 

Resultat:

En tabell med responsdata och dosnivå för varje djur (djur som uppvisat tecken på toxicitet samt mortalitet, verkningarnas art, allvarlighetsgrad och varaktighet).

Tabell med kroppsvikt och förändringar av kroppsvikt.

Djurens individuella vikt på doseringsdagen och därefter med en veckas intervall, samt tidpunkten för dödsfall eller avlivning.

Datum och tidpunkt för dödsfall som inträffat före den planenliga avlivningen.

Tidsförloppet för när tecken på toxicitet sätter in och huruvida tecknen är reversibla, för varje djur.

Obduktionsfynd och histopatologiska fynd för varje djur, i förekommande fall.

 

Diskussion och tolkning av resultaten.

 

Slutsatser.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

British Toxicology Society Working Party on Toxicity (1984), ”Special report: a new approach to the classification of substances and preparations on the basis of their acute toxicity”, Human Toxicol., 3, 85–92.

2.

M. J. Van den Heuvel, A.D. Dayan och R.O. Shillaker (1987), ”Evaluation of the BTS approach to the testing of substances and preparations for their acute toxicity”, Human Toxicol., 6, 279–291.

3.

M. J. Van den Heuvel, D.G. Clark, R.J. Fielder, P.P. Koundakjian, G.J.A. Oliver, D. Pelling, N.J. Tomlinson och A.P. Walker (1990), ”The international validation of a fixed-dose procedure as an alternative to the classical LD50 test”, Fd. Chem. Toxicol., 28, 469–482.

4.

A. Whitehead och R.N. Curnow (1992), ”Statistical evaluation of the fixed-dose procedure”, Fd. Chem. Toxicol., 30, 313–324.

5.

N. Stallard och A. Whitehead (1995), ”Reducing numbers in the fixed-dose procedure”, Human Exptl. Toxicol., 14, 315–323.

6.

Stallard, N., Whitehead, A. and Ridgeway, P. (2002), Statistical evaluation of the revised fixed dose pro cedure. Hum. Exp. Toxicol., 21, 183–196.

7.

OECD (2001), ”Guidance Document on Acute Oral Toxicity Testing”, Environmental Health and Safety Monograph Series on Testing and Assessment, 24, Paris.

8.

OECD (2000), ”Guidance Document on the Recognition”, Assessment and Use of Clinical Signs as Humane Endpoints for Experimental Animals Used in Safety Evaluation, Environmental Health and Safety Monograph Series on Testing and Assesment, 19.

9.

OECD (1998), ”Harmonised Integrated Hazard Classification for Human Health and Environmental Effects of Chemical Substances as endorsed by the 28th Joint Meeting of the Chemicals Committee and the Working Party on Chemicals in November 1998, Part 2”, s. 11 (http://webnet1.oecd.org/oecd/ pages/home/displaygeneral/0,3380,EN-documents-521-14-no-24-no-0,FF.html).

10.

R.L. Lipnick, J.A. Cotruvo, R.N. Hill, R.D. Bruce, K.A. Stitzel, A.P. Walker, I. Chu, M. Goddard, L. Segal, J.A. Springer och R.C. Myers (1995), ”Comparison of the Up-and-Down, Conventional LD50, and Fixed-Dose Acute Toxicity Procedures”, Fd. Chem. Toxicol., 33, 223–231.

11.

P.K Chan och A.W. Hayes (1994), ”Chapter 16 Acute Toxicity and Eye Irritation, Principles and Methods of Toxicology”, 3rd Edition, red. A.W. Hayes, Raven Press, Ltd. New York, USA.

BILAGA 1

FLÖDESSCHEMA FÖR INLEDANDE TEST

Image

Image

BILAGA 2

FLÖDESSCHEMA FÖR HUVUDTEST

Image

Image

Bilaga 3

KRITERIER FÖR HUR TESTÄMNEN MED FÖRVÄNTADE LD50-VÄRDEN ÖVER 2 000 MG/KG KAN KLASSIFICERAS UTAN TESTNING

Med hjälp av kriterierna för riskkategori 5 kan man identifiera testämnen som har en relativt låg risk för akut toxicitet men som under vissa omständigheter kan utgöra en risk för sårbara populationer. Dessa ämnen förväntas ha ett LD50-värde (oralt eller via huden) inom området 2 000–5 000 mg/kg eller motsvarande doser i fråga om andra tillförselvägar. Ett testämne kan klassificeras enligt riskkategorin 2 000 mg/kg < LD50 < 5 000 mg/kg (GHS-kategori 5) i följande fall:

a)

Om ämnet hänförs till denna kategori enligt utfallet i något av de testningsscheman som finns i bilaga 2, på grundval av mortalitet.

b)

Om det redan finns tillförlitliga bevis för att LD50-värdet ligger inom det intervall som motsvarar kategori 5 eller om tidigare djurförsök eller toxiska verkningar hos människor tyder på akut fara för människors hälsa.

c)

På grundval av extrapolering, uppskattning eller mätning av data, om det inte är motiverat att placera ämnet i en högre riskklass.

Om det finns tillförlitlig information som tyder på betydande toxiska verkningar hos människor, eller något av följande:

Mortalitet kan observeras vid testning med värden upp till kategori 4.

En bedömning av sakkunniga bekräftar betydande kliniska tecken på toxicitet vid testning upp till värden för kategori 4, med undantag av diarré, upprest päls eller ovårdat utseende.

En bedömning av sakkunniga bekräftar tillförlitlig information från andra djurförsök som tyder på förmågan till betydande akuta verkningar.

TESTNING PÅ DOSNIVÅER ÖVER 2 000 MG/KG

Undantagsvis, och endast när det kan motiveras med specifika tillsynskrav, får en ytterligare övre dosnivå på 5 000 mg/kg användas. Med hänsyn till djurens välbefinnande avråds testning på djur vid dosnivån 5 000 mg/kg. Sådan testning bör endast övervägas när det finns en stark sannolikhet för att resultaten har en direkt relevans för skyddet av djurs eller människors hälsa (9).

Inledande test

De beslutsregler som styr det sekventiella förfarandet enligt bilaga 1 utökas till att innefatta en dosnivå på 5 000 mg/kg. När en startdos på 5 000 mg/kg används vid ett inledande test och utfallet blir A (död) måste således ytterligare ett djur testas vid nivån 2 000 mg/kg, medan utfallen B och C (uppenbar toxicitet eller ingen toxicitet) gör det möjligt att använda 5 000 mg/kg som startdos i huvudtestet. På samma sätt gäller att om en startdos annan än 5 000 mg/kg används i ett test där man går vidare till 5 000 mg/kg efter att ha fått utfall B eller C vid nivån 2 000 mg/kg, leder ett utfall A på nivån 5 000 mg/kg till att huvudtestets startnivå blir 2 000 mg/kg medan utfallen B och C leder till 5 000 mg/kg som startnivå.

Huvudtest

De beslutsregler som styr det sekventiella förfarandet enligt bilaga 2 utökas till att innefatta en dosnivå på 5 000 mg/kg. Detta innebär att utfallet A (≥ 2 dödsfall) i ett huvudtest med startdosen 5 000 mg/kg leder till att en ytterligare grupp måste testas vid nivån 2 000 mg/kg, medan utfallet B (uppenbar toxicitet och/eller ≤ 1 dödsfall) eller C (ingen toxicitet) leder till att ämnet inte får någon klassificering enligt GHS. På liknande sätt gäller att om en startdos annan än 5 000 mg/kg används i ett test och man har gått vidare till dosnivån 5 000 mg/kg efter att ha fått utfall C vid dosnivån 2 000 mg/kg, leder utfallet A vid dosnivån 5 000 mg/kg till att ämnet anses tillhöra GHS-kategorin 5 medan utfall B eller C leder till att ämnet inte får någon klassificering.

Bilaga 4

TESTMETOD B.l b

– Vägledning för klassificering enligt EU-Systemet, som gäller under övergängsperioden tills det globala harmoniserade systemet (GHS) för kassificering har genomförts helt (ur hänvisning 8)

Image

Image

B.1b   AKUT TOXICITET ORALT – METOD FÖR BESTÄMNING AV AKUT TOXICITETSKLASS

1.   METOD

Denna testmetod motsvarar OECD TG 423 (2001).

1.1   INLEDNING

Denna metod för bestämning av akut toxicitetsklass (se hänvisning 1) är ett stegvis förfarande där tre djur av samma kön används per steg. Beroende på mortaliteten och/eller förekomsten av döende djur behövs det i genomsnitt 2–4 steg för bedömningen av testämnets akuta toxicitet. Förfarandet är reproducerbart, kräver mycket få djur och ger en möjlighet att klassificera ämnen på ett liknande sätt som med de övriga metoderna för testning av akut toxicitet. Metoden för bestämning av akut toxicitetsklass baserar sig på biometriska bedömningar (se hänvisningarna 2, 3, 4 och 5) och fast definierade doser på tillräckligt separerade nivåer för att testämnet ska kunna kategoriseras för klassificering och riskbedömning. Metoden antogs 1996 och har validerats omfattande in vivo mot LD50-data som erhållits vid litteraturstudier, både nationellt (se hänvisning 6) och internationellt (se hänvisning 7).

Riktlinjer för valet av den lämpligaste testmetoden för ett bestämt ändamål finns i vägledningen för testning av akut oral toxicitet (se hänvisning 8). I vägledningsdokumentet finns även tilläggsinformation rörande utförandet av testmetod B.1b och tolkningen av resultaten.

Testämnesdoser som, på grund av frätande eller allvarligt irriterande verkningar, är kända att orsaka klar smärta och svårt lidande behöver inte ges. Döende djur eller djur som uppvisar klara tecken på smärta eller allvarligt och ihållande lidande ska avlivas skonsamt, och vid tolkningen av testresultaten ska dessa djur beaktas på samma sätt som djur som har dött under testets gång. Kriterierna för beslut rörande avlivning av döende eller svårt lidande djur, liksom även vägledning om igenkänning av förutsägbar eller annalkande död, behandlas i en separat vägledning (se hänvisning 9).

Metoden bygger på användning av fast definierade doser, och resultatet ger en möjlighet att kategorisera och klassificera ett ämne enligt det globala harmoniserade systemet (GHS) för klassificering och märkning av kemikalier som orsakar akut toxicitet (se hänvisning 10).

Även om metoden i princip inte är avsedd att användas för beräkning av exakta LD50-värden ger den ändå en möjlighet att bestämma exponeringsområden där ämnets verkan sannolikt är dödlig, eftersom den viktigaste ändpunkten för detta test fortfarande är andelen djur som dör. Bestämning av ett LD50-värde med denna metod kan endast göras när minst två doser leder till en mortalitet som är högre än 0 % och lägre än 100 %. Eftersom testningen alltid utförs med fast definierade doser, oavsett vilket ämne som testas, och klassificeringen uttryckligen är bunden till antalet djur som reagerar på ett visst sätt, ökas möjligheterna till enhetliga testrapporter och repeterbarhet mellan olika laboratorier.

Testningslaboratoriet bör analysera all tillgänglig information om testämnet innan själva testningen genomförs. Sådan information inbegriper ämnets identitet och kemiska struktur, fysikalkemiska egenskaper, resultaten från andra eventuella in vivo- eller in vitro-test avseende toxicitet, toxikologiska data om strukturellt närbesläktade ämnen och ämnets förutsedda användningsändamål. Denna information behövs för att avgöra huruvida testet är relevant för skyddet av människors hälsa, och utgör en hjälp vid valet av en optimal startdos.

1.2   DEFINITIONER

Akut toxicitet (oralt): De skadliga verkningar som uppträder efter oral tillförsel av en engångsdos av ett ämne eller upprepade doser som ges inom 24 timmar.

Fördröjd död: Det att ett djur inte dör eller är döende inom 48 timmar, men dör senare under den 14 dagar långa observationsperioden.

Dos: Den mängd testämne som tillförs. Dosen uttrycks som vikten testämne per viktenhet försöksdjur (exempelvis mg/kg).

GHS: Globala harmoniserade systemet för klassificering och märkning av kemikalier och blandningar. Systemet utarbetas gemensamt inom OECD (människors hälsa och miljö), FN:s expertkommitté om transport av farligt gods (fysikalkemiska egenskaper) och ILO (varningar). Samordningen sker genom det gemensamma programmet för sund kemikaliehantering (IOMC).

Annalkande död: När ett djur troligen är döende eller har dött före den nästa planenliga observationstidpunkten. Tecken som tyder på detta tillstånd kan hos gnagare inbegripa konvulsioner, kroppsställning på sidan, bakåtlutad kroppsställning och tremor (närmare uppgifter finns i vägledningen om konsekvenser för människor, se hänvisning 9).

LD50 (median letal dos, oralt): En statistiskt fastställd engångsdos som troligen leder till döden för 50 % av de djur som har tillförts dosen oralt. LD50-värdet uttrycks som vikten testämne per viktenhet försöksdjur (mg/kg).

Gränsdos: En testdos vid den övre gränsnivån (2 000 eller 5 000 mg/kg).

Döende djur: Ett djur som håller på att dö eller som har små chanser att överleva, även om det får behandling (närmare uppgifter finns i vägledningen om konsekvenser för människor, se hänvisning 9).

Förutsägbar död: Förekomsten av kliniska tecken som tyder på död vid en känd framtida tidpunkt som infaller före försökets planerade avslutningstidpunkt, exempelvis oförmåga att nå vatten eller föda (närmare uppgifter finns i vägledningen om konsekvenser för människor, se hänvisning 9).

1.3   PRINCIP FÖR TESTMETODEN

Testmetoden bygger på principen om att man genom ett stegvis förfarande med ett minimalt antal djur per steg kan få tillräcklig information om testämnets akuta toxicitet för att det ska vara möjligt att klassificera ämnet. Ämnet tillförs oralt till en grupp försöksdjur vid en av de definierade dosnivåerna. Ämnet testas genom ett stegvis förfarande med tre djur av samma kön (i regel honor) per steg. Avsaknaden eller förekomsten av ämnesrelaterad mortalitet hos de djur som doserats på ett visst steg avgör vilket av följande som blir nästa steg:

Ingen ytterligare testning behövs.

Ytterligare tre djur tillförs en lika stor dos.

Ytterligare tre djur tillförs en dos på nästa högre eller lägre dosnivå.

Testningsförfarandet beskrivs närmare i bilaga 1. När denna metod används kan testämnet genom de olika utfallen placeras i en av de toxicitetsklasser som definieras genom fasta LD50-gränsvärden.

1.4   BESKRIVNING AV TESTMETODEN

1.4.1   Val av djurart

Rekommenderad gnagare är råtta, även om testet kan utföras med andra gnagare. I regel används hondjur (se hänvisning 9). Skälet till detta är att litteraturundersökningar av konventionella LD50-test tyder på att känslighetsskillnaderna mellan könen är små, men att honorna i förekommande fall ofta är en aning mer känsliga (se hänvisning 11). Om däremot kunskaperna om strukturellt närbesläktade ämnens toxikologiska eller toxikokinetiska egenskaper tyder på att hanarna sannolikt är känsligare än honorna bör hanar användas. Om testet görs på hanar bör tillbörlig motivering ges.

Djuren bör vara unga och friska vuxna exemplar som härrör från normala laboratoriestammar. Hondjuren får inte ha fött ungar och får inte vara dräktiga. När dostillförseln inleds ska djuret vara mellan 8 och 12 veckor gammalt, och variationerna i vikt får vara högst ± 20 % av medelvikten för alla tidigare djur som har doserats.

1.4.2   Förvarings- och utfodringsbetingelser

Temperaturen i testdjurens utrymmen bör vara 22 oC (± 3 oC). Den relativa fuktigheten bör vara minst 30 % och ska helst inte överstiga 70 %, utom när rummet rengörs. Målvärdet bör dock vara 50–60 %. Belysningen bör vara artificiell med omväxlande 12 timmar ljus och 12 timmar mörker. För utfodringen kan konventionellt laboratoriefoder användas, och djuren bör ha obegränsad tillgång till dricksvatten. Djur som tillförs doser på samma nivå kan inhysas i samma bur, men antalet djur per bur får inte vara högre än att klara observationer kan göras av varje djur.

1.4.3   Förberedelse av djuren

Djuren väljs ut slumpmässigt och förses med märkning så att de kan identifieras individuellt Därefter får djuren acklimatisera sig till laboratoriets betingelser i sina burar i minst 5 dagar före doseringsstart.

1.4.4   Förberedelse av doserna

I regel ska de olika doserna av testämnet tillföras i en konstant volym, vilket innebär att doserna har varierande koncentration. När slutprodukter i vätskeform eller blandningar testas, kan det med tanke på riskbedömningen vara mer relevant att använda testämnet i outspädd form (konstant koncentration), vilket även förutsätts av vissa tillsynsmyndigheter. Den maximala dosvolymen för tillförsel får aldrig överskridas. Den största mängd vätska som kan tillföras vid ett och samma tillfälle beror på testdjurets storlek. För gnagare bör denna volym i regel inte överskrida 1 ml per 100 g kroppsvikt. I fråga om vattenlösningar får dock 2 ml per 100 g kroppsvikt användas. För tillförsel av dosen rekommenderas alltid i första hand lösning, suspension eller emulsion i vatten, sedan lösning, suspension eller emulsion i olja (exempelvis majsolja) och därefter eventuella andra vehiklar. I fråga om andra vehiklar än vatten måste de toxikologiska egenskaperna vara kända. Doserna måste beredas strax före tillförseln, om inte preparatets stabilitet är känd och har påvisats vara godtagbar över hela användningsperioden.

1.5   FÖRFARANDE

1.5.1   Tillförsel av doser

Testämnet tillförs som en engångsdos genom sondmatning med hjälp av magsond eller lämplig intubationskanyl. I det sällsynta fall det inte är möjligt med en engångsdos, kan dosen tillföras i mindre delar över en period som inte överskrider 24 timmar.

Före dostillförseln hålls djuren fastande (utan föda och med tillgång till vatten, för råttor över natten och för möss i 3–4 timmar). Efter fasteperioden vägs djuren och testämnet tillförs. Efter tillförsel av ämnet kan djuren hållas utan föda i ytterligare 3–4 timmar (råttor) respektive 1–2 timmar (möss). Om dosen tillförs i delar över en tidsperiod kan det vara nödvändigt att ge djuren föda och vatten, beroende på tidsperiodens längd.

1.5.2   Antalet djur och dosnivåer

Tre djur används per steg. För startdosen väljs en av fyra fast definierade nivåer (5, 50, 300 eller 2 000 mg per kg kroppsvikt). För startdosen väljs den nivå som högst sannolikt leder till att ett antal av de doserade djuren dör. I flödesschemat i bilaga 1 beskrivs de förfaranden som gäller för de olika startdoserna. Dessutom innehåller bilaga 4 vägledning om klassificeringen enligt EU-systemet, som gäller tills det att det nya GHS-systemet har genomförts.

Om den tillgängliga informationen tyder på att inga djur dör vid den högsta startdosnivån (2 000 mg per kg kroppsvikt) bör ett gränstest utföras. Om det inte finns någon information tillgänglig om testämnet, rekommenderas med hänsyn till djurens välbefinnande att startdosen 300 mg per kg kroppsvikt används.

Tidsintervallet mellan dostillförseln till de olika grupperna bestäms av start, varaktighet och allvarlighets-grad för de toxiska tecknen. Doseringen av djuren på nästa dosnivå bör inte inledas förrän det råder säkerhet om de tidigare doserade djurens överlevnad.

Undantagsvis, och endast när det kan motiveras med specifika tillsynskrav, får en ytterligare övre dosnivå på 5 000 mg per kg kroppsvikt användas (se bilaga 2). Med hänsyn till djurens välbefinnande avråds testning på djur när det gäller GHS-kategori 5 (2 000–5 000 mg per kg kroppsvikt). Sådan testning bör endast övervägas när det finns en stark sannolikhet för att resultaten har direkt relevans för skyddet av människors eller djurs hälsa eller av miljön.

1.5.3   Gränstest

Gränstest används primärt i situationer där laboratoriet har information som tyder på att testämnet sannolikt inte är toxiskt (toxiskt endast ovanför de gränsdoser som anges i gällande föreskrifter). Information om testämnets toxicitet kan härledas från kunskaperna om liknande testade ämnen eller liknande testade blandningar eller produkter, med hänsyn tagen till identiteten och halten av de komponenter som har känd toxikologisk signifikans. Om informationen om ämnets toxicitet är bristfällig eller saknas, eller om ämnet troligen är toxiskt, bör huvudtestet genomföras.

Ett gränstest vid en dosnivå 2 000 mg per kg kroppsvikt kan utföras med sex djur (tre djur per steg). Undantagsvis kan ett gränstest på dosnivån 5 000 mg per kg kroppsvikt utföras med tre djur (se bilaga 2). Om testämnet orsakar dödsfall måste eventuellt ytterligare testning utföras på närmaste lägre nivå.

1.6   OBSERVATIONER

Efter doseringen observeras djuren individuellt minst en gång under de första 30 minuterna, periodiskt under de första 24 timmarna (med särskild uppmärksamhet under de första 4 timmarna) och därefter dagligen under totalt 14 dagar. Detta gäller inte för djur som av hänsyn till djurens välbefinnande måste avlivas skonsamt eller för djur som hittas döda. Observationsperiodens längd bör dock ha en anpassningsmån. Längden bör bestämmas enligt de toxiska reaktionerna, tidpunkten för när de sätter in och återhämtningsperiodens längd. Observationsperioden kan således förlängas om det anses vara nödvändigt. Tidpunkten då tecken på toxicitet uppträder och försvinner är viktig, särskilt om de toxiska tecknen tenderar att vara fördröjda (se hänvisning 12). Alla observationer registreras systematiskt, med individuella registreringar för varje djur.

Tilläggsobservationer behövs om djuren fortsätter att uppvisa tecken på toxicitet. Observationerna bör omfatta förändringar i hud och päls, ögon och slemhinnor samt även andningsorganen, cirkulationsorganen och det autonoma och centrala nervsystemet. Likaså bör den somatomotoriska aktiviteten och beteendemönstret observeras. Uppmärksamhet bör fästas vid observationer av tremor, konvulsioner, salivutsöndring, diarré, letargi, sömn och koma. Hänsyn bör tas till de principer och kriterier som anges i vägledningen om konsekvenser för människor (se hänvisning 8). Djur som befinns vara döende och djur som visar tecken på svår smärta eller ihållande lidande bör avlivas skonsamt. I fall där djur avlivas av hänsyn till djurens välbefinnande eller hittas döda, bör tidpunkten för dödsfallet registreras så exakt som möjligt.

1.6.1   Kroppsvikt

Djurens vikt bör registreras individuellt strax före testämnet tillförs och därefter minst en gång per vecka. Alla viktändringar bör bestämmas och registreras. Vid testets slut vägs alla överlevande djur och avlivas därefter skonsamt.

1.6.2   Patologi

Alla försöksdjur (inbegripet de som dött under testet eller som har avlivats av hänsyn till djurens välbefinnande) bör obduceras. Alla betydande patologiska förändringar bör registreras för varje djur. Användbar information kan även fås genom mikroskopundersökning av organ som uppvisar betydande skador och som härrör från djur som överlevt minst 24 timmar efter tillförsel av startdosen.

2.   DATA

Data bör rapporteras individuellt per djur. Dessutom bör alla data sammanställas i tabellform. Tabellen ska för varje testgrupp visa antalet djur som använts, antalet djur som uppvisat tecken på toxicitet, antalet djur som under testets gång har dött eller avlivats av hänsyn till djurens välbefinnande, tidpunkterna för alla individuella dödsfall, en beskrivning av och förloppet för de toxiska verkningarna och deras reversibili-tet samt obduktionsfynd.

3.   RAPPORTERING

3.1   Testrapport

Testrapporten ska innehålla nedan angivna uppgifter, enligt det som är relevant:

 

Testämne:

Fysikalisk natur, renhet och, där det är relevant, fysikalkemiska egenskaper (inbegripet isomerisering).

Identifieringsdata, inbegripet CAS-nummer.

 

Vehikel (i förekommande fall).

Motivering för val av vehikel, om annan än vatten.

 

Försöksdjur:

Art och stam som använts.

Mikrobiologiska data för djuren, om dessa data är kända.

Antalet djur, deras ålder och kön (och i förekommande fall en motivering för användning av hanar i stället för honor).

Ursprung, förvaringsförhållanden, foder och dylikt.

 

Testbetingelser:

Detaljerade uppgifter om testämnets sammansättning, inbegripet uppgifter om den tillförda dosens fysikaliska form.

Uppgifter om hur testämnet har tillförts, inbegripet dosens volym och doseringstidpunkten.

Detaljerade uppgifter om foder- och vattenkvalitet (inbegripet diettyp/källa, vattenkälla).

Motivering för valet av startdos.

 

Resultat:

En tabell med responsdata och dosnivå för varje djur (djur som uppvisat tecken på toxicitet samt mortalitet, verkningarnas natur, allvarlighetsgrad och varaktighet).

Tabell med kroppsvikt och förändringar av kroppsvikt.

Djurens individuella vikt på doseringsdagen och därefter med en veckas intervall, samt tidpunkten för dödsfall eller avlivning.

Datum och tidpunkt för dödsfall som inträffat före den planenliga avlivningen.

Tidsförloppet för när tecken på toxicitet sätter in och huruvida dessa är reversibla, för varje djur.

Obduktionsfynd och histopatologiska fynd för varje djur, i förekommande fall.

 

Diskussion och tolkning av resultaten.

 

Slutsatser.

4.   HÄNVISNINGAR

1.

Roll R., Höfer-Bosse T. and Kayser D. (1986), New Perspectives in Acute Toxicity Testing of Chemicals. Toxicol. Lett., Suppl. 31, 86.

2.

Roll R., Riebschläger M., Mischke U. and Kayser D. (1989), Neue Wege zur Bestimmung der akuten Toxizität von Chemikalien. Bundesgesundheitsblatt 32, 336–341.

3.

Diener W., Sichha L., Mischke U., Kayser D. and Schlede E. (1994), The Biometric Evaluation of the Acute-Toxic-Class Method (Oral), Arch. Toxicol. 68, 559–610.

4.

Diener W., Mischke U., Kayser D. and Schlede E. (1995), The Biometric Evaluation of the OECD Modified Version of the Acute-Toxic-Class Method (Oral). Arch. Toxicol. 69, 729–734.

5.

Diener W. and Schlede E. (1999), Acute Toxicity Class Methods: Alterations to LD/LC50 Tests. ALTEX 16, 129–134.

6.

Schlede E., Mischke U., Roll R. and Kayser D. (1992), A National Validation Study of the Acute-Toxic- Class Method – An Alternative to the LD50 Test. Arch. Toxicol. 66, 455–470.

7.

Schlede E., Mischke U., Diener W. and Kayser D. (1994), The International Validation Study of the Acute-Toxic-Class Method (Oral). Arch. Toxicol. 69, 659–670.

8.

OECD (2001), Guidance Document on Acute Oral Toxicity Testing. Environmental Health and Safety Monograph Series on Testing and Assessment N. 24. Paris.

9.

OECD (2000), Guidance Document on the Recognition, Assessment and Use of Clinical Signs as Humane Endpoints for Experimental Animals Used in Safety Evaluation. Environmental Health and Safety Monograph Series on Testing and Assessment N. 19.

10.

OECD (1998), Harmonized Integrated Hazard Classification System For Human Health And Environ mental Effects Of Chemical Substances as endorsed by the 28th Joint Meeting of the Chemicals Committee and the Working Party on Chemicals in November 1998, Part 2, p. 11 [http://webnet1. oecd.org/oecd/pages/home/displaygeneral/0,3380, EN-documents-521-14-no-24-no-0,FF.html].

11.

Lipnick R.L., Cotruvo J.A., Hill R.N., Bruce R.D., Stitzel K.A., Walker A.P., Chu I., Goddard M., Segal L., Springer J.A. and Myers R.C. (1995), Comparison of the Up-and Down, Conventional LD50, and Fixed Dose Acute Toxicity Procedures. Fd. Chem. Toxicol. 33, 223–231.

12.

Chan P.K. and Hayes A.W. (1994), Chap. 16. Acute Toxicity and Eye Irritancy. Principles and Methods of Toxicology. Third Edition. A.W. Hayes, Editor. Raven Press, Ltd., New York, USA.

Bilaga 1

FÖRFARANDEN SOM BÖR FÖLJAS BEROENDE PÅ STARTDOS

ALLMÄNNA ANMÄRKNINGAR

För de olika startdoserna finns det olika testningsscheman som bör följas, enligt beskrivningen i denna bilaga.

Bilaga 1 a: Startdosen är 5 mg per kg kroppsvikt.

Bilaga 1 b: Startdosen är 50 mg per kg kroppsvikt.

Bilaga 1 c: Startdosen är 300 mg per kg kroppsvikt.

Bilaga 1 d: Startdosen är 2 000 mg per kg kroppsvikt.

Testningens förlopp anges av pilarna och beror på antalet avlivade djur eller djur som dött.

Bilaga 1 A

TESTFÖRFARANDE MED STARTDOSEN 5 MG PER KG KROPPSVIKT

Image

Bilaga 1 B

TESTFÖRFARANDE MED STARTDOSEN 50 MG PER KG KROPPSVIKT

Image

Bilaga 1 C

TESTFÖRFARANDE MED STARTDOSEN 300 MG PER KG KROPPSVIKT

Image

Bilaga 1 D

TESTFÖRFARANDE MED STARTDOSEN 2 000 MG PER KG KROPPSVIKT

Image

Bilaga 2

KRITERIER FÖR HUR TESTÄMNEN MED FÖRVÄNTADE LD50-VÄRDEN ÖVER 2 000 MG/KG KAN KLASSIFICERAS UTAN TESTNING

Med hjälp av kriterierna för riskkategori 5 kan man identifiera testämnen som har en relativt låg risk för akut toxicitet men som under vissa omständigheter kan utgöra en risk för sårbara populationer. Dessa ämnen förväntas ha ett LD50-värde (oralt eller via huden) inom området 2 000–5 000 mg/kg eller motsvarande doser i fråga om andra tillförselvägar. Ett testämne kan klassificeras enligt riskkategorin 2 000 mg/kg < LD50 < 5 000 mg/kg (GHS-kategori 5) i följande fall:

a)

Om ämnet hänförs till denna kategori enligt utfallet i något av de testningsscheman som finns i bilaga 1A–1 D, på grundval av mortalitet.

b)

Om det redan finns tillförlitliga bevis för att LD50-värdet ligger inom det intervall som motsvarar kategori 5 eller om tidigare djurförsök eller toxiska verkningar hos människor tyder på akut fara för människors hälsa.

c)

På grundval av extrapolering, uppskattning eller mätning av data, om det inte är motiverat att placera ämnet i en högre riskklass.

Om det finns tillförlitlig information som tyder på betydande toxiska verkningar hos människor, eller något av följande:

Mortalitet kan observeras vid testning med värden upp till kategori 4 via oral tillförsel.

Om en bedömning av sakkunniga bekräftar signifikanta kliniska tecken på toxicitet vid testning med värden upp till kategori 4, med undantag av diarré, upprest päls eller ett ovårdat utseende.

Om en bedömning av sakkunniga bekräftar tillförlitlig information från andra djurförsök som tyder på förmåga till signifikanta akuta verkningar.

TESTNING PÅ DOSNIVÅER ÖVER 2 000 MG/KG

Med hänsyn till djurens välbefinnande avråds testning på djur när det gäller kategori 5 (5 000 mg/kg). Sådan testning bör endast övervägas när det finns en hög sannolikhet för att resultaten har direkt relevans för skyddet av djurens eller människors hälsa (se hänvisning 10). Ingen ytterligare testning bör utföras vid högre dosnivåer.

I nödvändiga fall används en dos på 5 000 mg/kg i ett enda steg (tre djur). Om det först doserade djuret dör, fortsätts doseringen till 2 000 mg/kg i enlighet med flödesschemat i bilaga 1. Om det första djuret överlever, doseras ytterligare två djur. Om endast ett av de tre djuren dör antas LD50-värdet överskrida 5 000 mg/kg. Om de två djuren dör fortsätts doseringen med 2 000 mg/kg.

Bilaga 3

TESTMETOD B.1b: Vägledning för klassificering enligt EU-systemet, som gäller tills det globala harmoniserade systemet för klassificering och märkning av kemikalier (GHS) har genomförts helt (ur hänvisning 8)

Image

Image

Image

Image

B.2   AKUT TOXICITET (INANDNING)

1.   METOD

1.1   INLEDNING

Det är användbart att ha förhandsupplysningar om ämnets partikelstorleksfördelning, ångtryck, smältpunkt, kokpunkt, flampunkt och eventuellt explosiva egenskaper.

Se allmän inledning till del B (A).

1.2   DEFINITIONER

Se allmän inledning till del B (B).

1.3   REFERENSÄMNEN

Inga.

1.4   TESTMETODSPRINCIP

Flera grupper av försöksdjur exponeras under en angiven period för testämnet i graderade koncentrationer, en bestämd koncentration per grupp. Därefter observeras effekter och dödsfall. Djur som dör under försöket ska obduceras och i slutet av försöket obduceras överlevande djur.

Det kan vara nödvändigt att på ett humant sätt avliva djur som uppvisar ihållande tecken på stark smärta och lidande. Undersökningar av ämnen på ett sätt som på grund av deras frätande eller irriterade egenskaper vållar avsevärd smärta och lidande behöver inte utföras.

1.5   KVALITETSKRITERIER

Inga.

1.6   METODBESKRIVNING

1.6.1   Förberedelser

I minst fem dagar före försöket ska djuren hållas under testbetingelser vad beträffar miljö och utfodring. Före försöket fördelas friska könsmogna djur slumpmässigt i erforderligt antal behandlingsgrupper. De behöver inte utsättas för simulerad exponering om detta inte indiceras av den typ av exponeringsapparatur som används.

Det kan vara nödvändigt att mikronisera fasta testämnen för att erhålla lämplig partikelstorlek.

Vid behov kan lämplig vehikel tillsättas till testämnet för att göra det lättare att uppnå en lämplig koncentration av testämnet i atmosfären. I sådana fall ska försöket omfatta en kontrollgrupp som exponeras för vehikeln. Om den vehikel eller annan additiv substans används för att underlätta dosering ska det vara påvisat att dessa inte framkallar toxiska effekter. Här kan tidigare insamlade data användas, om så bedöms vara lämpligt.

1.6.2   Testbetingelser

1.6.2.1   Försöksdjur

Om det inte finns kontraindikationer är råttan förstahandsvalet. De vanligen nyttjade laboratoriestammarna ska användas. För både han- och honkön gäller att vikten hos djur som används i ett försök inte får avvika mer än ± 20 % från en rimlig genomsnittsvikt.

1.6.2.2   Antal och kön

Minst 10 gnagare (fem honor och fem hanar) används på varje koncentrationsnivå. Honorna får inte ha fött ungar och får inte vara dräktiga.

Anmärkning: Vid användning av djur som är högre upp i näringskedjan än gnagare vid tester av akut toxicitet ska man överväga användning av ett mindre antal djur. Doserna ska fastställas med omsorg och man ska anstränga sig för att inte utnyttja högre doser än moderat toxiska doser. Vid sådana undersökningar bör tillförsel av dödliga doser av testämnet undvikas.

1.6.2.3   Exponeringskoncentrationer

Till försöket ska användas ett tillräckligt antal exponeringskoncentrationer, minst tre, som ska vara så valda att man får en gradering av de toxiska effekterna och av dödligheten i behandlingsgrupperna. Datauppgifterna ska vara tillräckliga för framställning av en koncentrations-/dödlighetskurva och, om möjligt, för att medge en rimlig bestämning av LC50.

1.6.2.4   Gränstest

Om en exponering av fem han- och fem hondjur med 20 mg/l av en gas eller 5 mg/l av en aerosol eller ett stoft under fyra timmar (eller om detta inte är möjligt på grund av det testade ämnets fysikaliska eller kemiska, inbegripet explosiva, egenskaper, den högsta koncentration som kan uppnås) inte har produktrelaterad dödlig verkan inom 14 dagar, kan ytterligare försök anses som överflödiga.

1.6.2.5   Exponeringstid

Exponeringstiden är fyra timmar.

1.6.2.6   Utrustning

Djuren ska testas med inhalationsutrustning som utformats så att den upprätthåller en dynamisk luftcirkulation med minst 12 luftväxlingar per timme, för att säkerställa en tillräcklig syrehalt och en jämnt fördelad exponeringsatmosfär. Om exponeringskammare används ska den vara så utformad att trängseln bland försöksdjuren minimeras och exponeringen för testämnet genom inandning maximeras. Som en allmän regel för att säkerställa en stabi] atmosfä