AN_VOC_determination_ISO11890-2_ FR

Antenne-Normes "Parachèvement"
Fiche-norme
DÉTERMINATION DES COMPOSÉS ORGANIQUES VOLATILS
(COV) DES PEINTURES
ET VERNIS SUIVANT
LA NORME ISO 11890-2
PRINCIPE
La méthode décrit la procédure pour déterminer la teneur en composés organiques volatils des
peintures, vernis et de leurs matières premières.
Elle doit être utilisée lorsque la teneur escomptée en composés organiques volatils est supérieure à
0,1 % en masse et inférieure à environ 15 % en masse. Elle peut être utilisée si la teneur en
composés organiques volatils est supérieure à 15% en masse.
Cette méthode suppose que la matière volatile soit de l’eau ou une matière organique.
Composé organique volatil: tout composé organique dont le point d’ébullition initial, mesuré à la
pression standard de 101,3 kPa, est inférieur ou égal à 250°C.
Une fois que l’échantillon a été préparé, les composés organiques volatils sont séparés par
chromatographie en phase gazeuse. On utilise un système d’injection à chaud. Lorsque les
composés ont été identifiés, ils sont quantifiés à partir de l’aire du pic au moyen d’un étalon interne.
MATERIAUX NECESSAIRES
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Chromatographe en phase gazeuse
Balance analytique de précision 0,1 mg
Pycnomètre métallique
Flacons en verre, de capacité 20 ml, fermés hermétiquement avec un bouchon équipé d’un
septum en caoutchouc revêtu de PTFE.
Seringues d’injection de capacité 1,00 µl ou 10,00 µl.
Gaz:
- gaz vecteur: Hélium de pureté 99,996 % en volume.
- gaz détecteurs: Hydrogène de pureté 99,9996 % en volume et air sec exempt de
composés organiques.
Etalon interne: Composé qui n’est pas présent dans l’échantillon et qui est complètement
séparé des autres éléments du chromatogramme. Il doit être inerte par rapport aux
constituants de l’échantillon, stable dans la plage de température requise et de pureté connue.
Composé marqueur: Si le point d’ébullition maximum défini est de 250°C, le composé
marqueur utilisé pour les systèmes non polaires est le tétradécane, et pour les systèmes
polaires, le diéthyl adipate.
Composés d’étalonnage: Les composés utilisés pour l’étalonnage doivent avoir une pureté
d’au moins 99 % en masse ou être d’une pureté connue.
Solvant de dilution: méthanol de qualité analytique.
Dans le cas de certaines peintures en dispersion aqueuse, la résine précipite complètement ou
partiellement au contact du méthanol. Le prélèvement se fait dans la fraction surnageant qui contient
une partie du liant, l’eau et les co-solvants.
Il ne doit pas contenir de substances susceptibles d’influer sur la détermination. Il faut injecter le
méthanol séparément pour pouvoir observer les agents contaminants et les pics d’interférence
possibles
MODE OPERATOIRE
Remarques préliminaires
- La méthode décrite ci-après tient compte uniquement des solvants présents dans la peinture en
éliminant les solvants dont le point d’ébullition est supérieur à 250°C (composés exempts).
- Lorsque la teneur en composés organiques volatils doit être exprimée en grammes par litre, la
masse volumique de l’échantillon est déterminée à 23°C selon la norme ISO 2811-1 (méthode
pycnométrique).
Conditions de chromatographie en phase gazeuse:
Les conditions dépendent du produit à analyser et doivent être optimalisées chaque fois au moyen
d’un mélange d’étalonnage connu.
Le volume d’injection ne doit pas dépasser la capacité de la colonne et doit rester dans la plage
linéaire du détecteur. La présence de pics asymétriques indique une surcharge de la colonne
chromatographique.
Analyse qualitative du produit:
Si les composés organiques du produit ne sont pas connus, il faut procéder à une analyse
qualitative des solvants.
Dans le cas du détecteur FID, il faut injecter, un par un, différents solvants susceptibles d’être
présents dans la peinture afin de comparer les temps de rétention obtenus avec ceux des
composés présents dans l’échantillon.
Etalonnage
Le facteur de réponse est calculé selon la technique suivante:
Peser dans un flacon pour échantillon, à 0,1 mg près, les quantités des composés déterminés
qualitativement dans l’ordre d’importance correspondant à leur teneur dans le produit en
essai.
Introduire la même masse d’étalon interne dans le flacon pour échantillon, diluer le mélange
avec du méthanol et l’injecter dans des conditions identiques à celles qui seront utilisées pour
l’échantillon à analyser.
Optimiser les paramètres instrumentaux
Injecter à nouveau une quantité appropriée du mélange d’étalonnage dans le
chromatographe. Calculer les facteurs de réponse pour chacun des composés selon
l’équation suivante:
=
×
×
Où
ri
mis
mci
Ais
Aci
= facteur de réponse du composé i.
= masse, en grammes, de l’étalon interne dans le mélange d’étalonnage.
= masse, en grammes, du composé i dans le mélange d’étalonnage.
= aire du pic de l’étalon interne.
= aire du pic du composé i.
- Répéter le mode opératoire.
Préparation des échantillons
Peser dans un flacon pour échantillon, à 0,1 mg près, 1 à 3 g d’échantillon et une quantité d’étalon
interne du même ordre de grandeur que les constituants à analyser. Diluer l’échantillon pour essai
avec un volume approprié de méthanol, fermer hermétiquement le flacon et homogénéiser le
contenu.
Répéter le mode opératoire.
Détermination quantitative de la teneur en composés
Les paramètres de l’appareil sont réglés comme lors de l’étalonnage.
Injecter une fraction (0.2 µl) d’une solution de méthanol contenant le composé marqueur, afin de
définir son temps de rétention.
Injecter 0,1 µl à 1,0 µl d’échantillon pour essai dans le chromatographe et enregistrer le
chromatogramme. Déterminer les aires du pic pour chaque composé, puis procéder à une
détermination de la masse de chaque composé présent dans la peinture, à l’aide de l’équation
suivante:
=
où
mi
ri
Ai
Ais
mis
ms
×
×
×
= masse, en grammes, du composé i dans 1g de produit
= facteur de réponse pour le composé i
= aire du pic du composé i
= aire du pic de l’étalon interne
= masse, en grammes, de l’étalon interne dans l’échantillon pour essai
= masse, en grammes, de l’échantillon pour essai
Remarques :
Les solvants, comme les distillats de pétrole aliphatiques ou aromatiques, éluent en formant une
série de pics. La surface totale peut être additionnée et traitée comme un pic unique à condition
qu’aucun autre composé n’élue dans le même intervalle. L’équation ci-dessus peut alors être
utilisée pour déterminer la quantité de solvant dans l’échantillon pour essai.
EXPRESSION DES RÉSULTATS
La teneur en composés organiques volatils est calculée selon les deux méthodes ci-après.
Le calcul ne tient pas compte de la teneur en eau et n’inclut pas les composés exempts.
La méthode 1 est la méthode de calcul préconisée; elle permet d’obtenir une meilleure fidélité, car
le calcul n’inclut pas la détermination de la masse volumique qui peut être une source d’erreurs.
Méthode 1:
= ∑
× 100Teneur en composés organiques volatils (COV) en pourcentage en masse
du produit “prêt à l’emploi”.
Où:
COV = teneur en composés organiques volatils, en pourcentage en masse, du
produit “prêt à l’emploi”
mi
= masse, en grammes, du composé i dans 1 g de l’échantillon pour essai.
Méthode 2:
Teneur en composés organiques volatils (COV) en grammes par litre du produit “prêt à l’emploi
=
×
× 1000
Où
COV = teneur en composés organiques volatils en grammes par litre du
produit “prêt à l’emploi”.
mi = masse, en grammes, du composé i dans 1 g de l’échantillon pour
essai.
γs
= masse volumique, en grammes par millilitre, de l’échantillon pour
essai à 23°C.
1000 = facteur de conversion.
Calculer la moyenne de deux déterminations valables.
Pour les valeurs supérieures à 1 % en masse, donner le résultat à 0,1 % près et pour les valeurs
inférieures ou égales à 1 % en masse, donner le résultat à 0,01 % près.