NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 4419

1998-06-24 PROCEDIMIENTO PARA OPERAR EQUIPOS DE EXPOSICIÓN A LA LUZ Y AL AGUA (TIPO ARCO DE CARBONO) PARA EXPOSICIÓN DE PLÁSTICOS E: OPERATING LIGHT-AND WATER-EXPOSURE APPARATUS

(CARBON-ARC TYPE)FOR EXPOSURE OF PLASTICS.

CORRESPONDENCIA: esta norma es equivalente (EQV) a la

ASTM D 1499-92a DESCRIPTORES: plásticos; método de ensayo; ensayo

a la luz; método de exposición.

I.C.S.: 19.060.00; 83.080.01 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

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PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 4419 fue ratificada por el Consejo Directivo de 1998-06-24. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron mediante su participación en Consulta Pública en el estudio de esta norma y que pertenecen al Comité Técnico 356003 Productos de plástico. ACOPLÁSTICOS AJOVER S.A. AMBAR S.A. ANDERCOL ASESORES EN PLÁSTICO BASF QUÍMICA S.A. BAYER S.A. BAVARIA S.A. CARBOQUÍMICA S.A. COMPAÑÍA GENERAL DE PLÁSTICOS LTDA COLOMBIANA DE EXTRUSIÓN S.A. DEXTON S.A. DOW QUÍMICA DE COLOMBIA S.A. ECOPETROL INTERAMERICANA DE PLÁSTICOS FILMTEX S.A. FORMAPLAC LTDA INCAP S.A

IMEC S.A. JHONSON & JHONSON DE COLOMBIA LABORATORIO BAXTER LABORATORIOS RYMCO S.A. MINIPACK S.A. MONÓMEROS COLOMBO VENEZOLANOS PVC GERFOR PAVCO S.A. PETROQUÍMICA COLOMBIANA S.A. PLÁSTICOS EXTRUFLEX LTDA PLASTILENE S.A. PLASTIQUÍMICA S.A. PLEXIN LTDA POLIPROPILENO DEL CARIBE S.A. PROQUINAL S.A. RALCO S.A. TUBOTEC LTDA TUVINIL DE COLOMBIA S.A. UMCO S.A.

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DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

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PROCEDIMIENTO PARA OPERAR EQUIPOS DE EXPOSICIÓN A LA LUZ Y AL AGUA (TIPO ARCO DE CARBONO) PARA EXPOSICIÓN DE PLÁSTICOS 1. OBJETO 1.1 Esta norma se refiere a las variaciones específicas, en las condiciones de ensayo, que deben ser aplicables cuando se utilice la norma ASTM G 23 para la exposición de plásticos. También se presenta la elaboración de muestras de ensayo, las condiciones de ensayo más adecuadas para los plásticos y la evaluación de los resultados de ensayo. 1.2 Esta norma no pretende considerar todos los aspectos relacionados con la seguridad, si los hay, asociados con el uso de la norma. El usuario de la misma es responsable de establecer procedimientos apropiados de seguridad y salud, y de determinar la aplicabilidad de las limitaciones reguladoras antes de usarla. Nota 1. Esta norma y la norma ISO/DIS 4892 están relacionadas en título y en contenido técnico. Sin embargo, conviene que el usuario observe que puede haber diferencias técnicas significativas. La norma ISO/DIS 4892 permite usar diferentes instrumentos y diferentes procedimientos entre los usuarios. 2. NORMAS QUE SE DEBEN CONSULTAR 2.1 NORMAS ASTM ASTM D 859: Test Methods for Silica in Water. ASTM D 1293: Test Method for pH in Water ASTM D 1888: Test Method for Particulate and Dissolved Matter, Solids or Residue in Water. ASTM D4517: Test Method for Low-Level Total Silica in High-Purity Water by flameless Atomic Absorption Spectroscopy. ASTM G23: Practice for Operating Light-Exposure Apparatus (Carbon-Arc Type) With and Without Water for Exposure of Nonmetalic Materials.

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2.2 NORMAS ISO ISO/DIS 4892 Plastics. Method of Exposure to Laboratory Ligth Sources 3. IMPORTANCIA Y USO 3.1 La resistencia de un material plástico al deterioro de sus propiedades eléctricas, mecánicas y ópticas, cuando el plástico se expone en equipos de exposición a la luz y al agua, puede ser muy importante para muchas aplicaciones. Esta norma es útil al comparar materiales ensayados en diferentes máquinas del mismo tipo. No conviene comparar los resultados de exposiciones en tipos de máquinas diferentes, salvo que se haya establecido correlación tanto para el material en particular como para las máquinas. Debido a la amplia variación en el clima con el tiempo y la localización, no es posible correlacionar los resultados de la exposición en sitio descubierto, con los datos obtenidos en equipo de laboratorio mediante este método. 3.2 Los resultados del ensayo dependerán del cuidado con que se opere el equipo de acuerdo con esta norma. Entre los factores importantes están la regulación de la tensión de la línea, la ausencia de sal u otros depósitos procedentes del agua, el control de la temperatura y las condiciones de los electrodos. Los resultados son empíricos y suministran una base para comparaciones de laboratorio. 4. EQUIPO 4.1 El equipo preferiblemente utilizado para la exposición de materiales poliméricos es del tipo E o EH, como se especifica en la norma ASTM G 23. 4.2 Cuando se acuerde por anticipado entre el proveedor y el comprador, los Tipos A (AH) o D (DH) se pueden sustituir. 4.3 No son recomendables los tipos B, C, F y G. 5. MUESTRAS DE ENSAYO 5.1 El tamaño y la forma de las muestras que se han de exponer se determinarán por las especificaciones del método de ensayo en particular que se use para evaluar los efectos de la exposición sobre las muestras; las partes interesadas determinarán el método de ensayo por utilizar. En los casos en que sea práctico, se recomienda que el tamaño de las muestras se acomode a los soportes correspondientes y a los estantes de las muestras suministrados con el equipo de ensayo. Salvo que se suministren con un respaldo específico como parte integral del ensayo, las muestras se deben montar de tal modo que sólo se cubra la mínima área de la muestra que se requiera para apoyo en el soporte. Esta superficie no expuesta no se debe usar como parte del área de ensayo. 5.2 La cara de un espécimen no se debe cubrir para el propósito de mostrar en un panel los efectos de diversos tiempos de exposición. Por este método se pueden obtener resultados engañosos, pues la porción cubierta de la muestra sigue expuesta a los ciclos de temperatura y humedad los que en muchos casos afectarán los resultados. 5.3 Dado que el espesor de una muestra puede afectar marcadamente los resultados del ensayo, al comienzo y al final del período de exposición se debe registrar el espesor real.

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5.4 La energía incidente en la parte superior y en la inferior del estante de las muestras, a menudo es sólo un 60 % ó 70 % de esa energía en el centro. Por lo tanto, durante la exposición, conviene reposicionar periódicamente las muestras para que todas reciban aproximadamente la misma cantidad de radiación. Se recomienda que los soportes en la hilera superior de muestras se mueva a la hilera inferior de muestras y que los de la hilera inferior se muevan a la hilera superior. Dentro de los soportes de muestras, no se deben invertir éstas. En el caso de las muestras expuestas durante más de 500 h, es aceptable reposicionarlas semanalmente. Si las muestras no se rotan, todas se deben localizar equidistantes del plano horizontal central del arco para así suministrar radiación uniforme. Nota 2. Se puede obtener un estante de muestras inclinado que reduce la variabilidad de la irradiación. Las muestras se posicionan en forma tangencial a un arco, cuyo radio es la distancia desde el centro del arco a la cara de la muestra. 5.5 Conviene que las muestras que se van a comparar se monten con la superficie expuesta en el mismo plano vertical a distancias iguales respecto de la parte superior. 5.6 Cuando en las muestras que se van a exponer no se puedan hacer mediciones originales no destructivas, se pueden usar como controles no expuestos muestras reproducidas. 5.7 Las muestras no se deben retirar del equipo de exposición durante más de 24 h, y después retornarlas para ensayos adicionales, pues esto no produce los mismos resultados en todos los materiales si se compara con los ensayos efectuados sin este tipo de interrupción. Conviene informar acerca de cualquier tiempo transcurrido, tal como se anota en la sección 9. Nota 3. Dado que la estabilidad de la muestra de control también depende del tiempo, se le advierte al operador que en períodos de sobreexposición prolongados, o cuando se prevean pequeñas diferencias en el orden de límites aceptables, es posible que no sea válido comparar las muestras expuestas con el control no expuesto almacenado. Siempre que sea posible, son recomendables las mediciones instrumentales. 6. PROCEDIMIENTO 6.1 Se opera el equipo a una temperatura controlada del panel negro de equilibrio de 63 °C ± 3 °C (145 °F ± 9 °F) salvo que esto se cambie debido a los requisitos de otra norma aplicable. Se reporta la temperatura máxima del panel negro que se alcance durante el período seco (sólo luz). Nota 4. La temperatura de equilibrio del panel negro se obtiene sin un período de rociado. Para intervalos de luz menores de 30 min, es posible que la temperatura máxima del panel negro no alcance el equilibrio. 6.1.1 Los materiales que son absorbedores ineficientes de energía radiante infrarroja, pueden sin embargo tener reacciones fotoquímicas sensibles a la temperatura. Se registra la temperatura máxima del bulbo seco del convertidor de ensayo. 6.2 Los materiales sometidos a la intemperie directa pueden verse afectados por la frecuencia del humedecimiento y el período de humedad. 6.2.1 Es recomendable un ciclo de rociado con agua durante 18 min cada 2 h (120 min) con luz continua.

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6.2.2 Por mutuo acuerdo entre las partes interesadas, se pueden sustituir intervalos y métodos adicionales de humedecimiento, mediante rociado, condensación, o ambas cosas. 6.3 La humedad puede contribuir al proceso de degradación. Cuando se especifique el equipo de tipo EH (AH o DH), se debe especificar la humedad relativa en la cámara de ensayo durante los intervalos de sólo luz y de oscuridad. Se regula la humedad relativa alcanzable mediante la temperatura del bulbo seco y del bulbo húmedo. 6.3.1 Salvo que se especifique de otro modo, durante el intervalo de sólo luz se debe mantener controlada la humedad relativa a un equilibrio de 50 ± 5 % 6.4 PUREZA DEL AGUA 6.4 Es muy importante la pureza del agua usada para el rociado de la muestra. Sin tratamiento adecuado para eliminar los cationes, aniones, materiales orgánicos y en particular el silicio, los paneles expuestos desarrollarán puntos o manchas que quizás no se presenten en las exposiciones en lugares abiertos. 6.4.2 El agua usada para el rociado de la muestra no debe dejar depósitos o manchas objetables en las muestra expuestas. El agua debe contener un máximo de 1 ppm de sólidos y un máximo de 0,2 ppm de sílice. El nivel de sólidos del agua se puede determinar usando los procedimientos descritos en el método B de la norma ASTM D 1888. Los niveles de sílice se pueden determinar usando los procedimientos definidos en las normas ASTM D 859 ó D 4517. Se pueden adquirir comercialmente equipos de análisis preempacados, con capacidad de detectar niveles de sílice de menos de 200 partes por billón (ppb). Mediante destilación o una combinación de des-ionización y tratamiento de ósmosis inversa se puede producir eficazmente agua con la pureza deseada. No es recomendable recircular el agua usada para rociado de la muestra, y no se debe hacer tal cosa salvo que el agua recirculada cumpla los requisitos anteriores. Si lo acuerdan mutuamente todas las partes interesadas, se puede usar agua para el rociado de la muestra que contenga más de 1 ppm de sólidos y 0,2 ppm de sílice. Si el agua de rociado usada tiene un contenido de sólidos mayor de 1 ppm, se deben reportar los niveles de sólidos y de sílice. 6.4.3 Si se encuentra que las muestras tienen depósitos o manchas después de la exposición en el equipo, se debe verificar la pureza del agua para determinar si cumple los requisitos del numeral 6.4.2. En algunas ocasiones, las muestras expuestas se pueden contaminar por depósitos procedentes de bacterias que pueden crecer en el agua purificada usada para rociado de la muestra. Si se detecta contaminación bacteriana, todo el sistema usado para rociar la muestra con agua se debe juagar con cloro y enjuagar cuidadosamente antes de reanudar las exposiciones. 6.4.4 El agua usada para rociado del espécimen debe tener un pH de 6.0 a 8.0. El pH se mide de acuerdo con la norma ASTM D 1293. Conviene que la temperatura del agua sea de 16 °C ± 5 °C (60,8 °F ± 9 °F). 6.4.5 Cuando los anteriores requisitos de pureza del agua se cumplan y haya desacuerdo entre las partes respecto del alcance de los problemas causados por manchas o depósitos, se efectúan ensayos de referencia en al menos otro laboratorio que pueda cumplir los requisitos de calidad del agua descritos en el numeral 6.4. 6.6 Se someten a prueba los ensayos de resistencia a la luz que no requieran períodos de humedad de acuerdo con el método 3 ó 4 de la norma ASTM G 23.

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6.6.1 Se omite la referencia a las unidades AATCC de desvanecimiento y el uso del patrón AATCC de resistencia a la luz de lana azul cuando se hacen intracomparaciones entre muestras expuestas simultáneamente en el mismo equipo, o cuando se ha acordado una muestra de control adecuada para exposición simultánea con las muestras de ensayo. 6.6.1.1 Junto con el informe se debe incluir la identificación de la muestra de control. 7. PERÍODOS DE EXPOSICIÓN Y EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS DE ENSAYO 7.1 La duración de la exposición de acuerdo con esta norma debe ser por un total de 720 h. 7.2 Se puede sustituir por un número especificado alternativo de horas, según se necesite para el propósito de un ensayo específico o según lo acuerden las partes interesadas. 7.3 Los cambios en las muestra de ensayo expuestas se deben evaluar o clasificar mediante normas aplicables. Nota 5. En el caso de algunos materiales, los cambios pueden continuar después de que la muestra se ha retirado del equipo de exposición. Conviene efectuar mediciones (visuales o instrumentales) dentro de un período de tiempo normalizado o como se acuerde entre las partes interesadas. En el período de tiempo normalizado es necesario tener en cuenta el acondicionamiento previo a los ensayos. 8. INFORME 8.1 El informe debe incluir la siguiente información: 8.1.1 El tipo y el modelo del dispositivo de exposición. 8.1.2 El tipo de fuente de luz. 8.1.3 El tipo y la edad de los filtros. 8.1.4 La irradiación espectral en la localización de la muestra, W/(m2 • nm). 8.1.5 Irradiación J/m2 (véase la Nota 6), o 8.1.6 Tiempo de exposición transcurrido. 8.1.7 Ciclo utilizado de luz y oscuridad - agua - humedad. 8.1.8 Temperatura de operación del panel negro. 8.1.9 Humedad relativa de operación. 8.1.10 Tipo de agua de rociado. 8.1.10.1 Nivel total de sólidos y de sílice del agua usada para rociado de la muestra (si está por encima de los límites especificados en el numeral 6.4). 8.1.11 El tipo de boquilla de rociado, 8.1.12 El procedimiento de reubicación de la muestra.

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Nota 6. Cuando la irradiación y la irradiancia espectral no se puedan medir en forma directa, se debe sustituir con los datos suministrados por el fabricante. 9. PRECISIÓN Y DESVIACIÓN 9.1 Puesto que en los resultados obtenidos al usar esta norma influye la naturaleza variable del material ensayado y los métodos de evaluación, así como la selección de las condiciones de exposición específicas, no se puede hacer formulación de precisión o de sesgo que sea aplicable a esta norma. 10. DESCRIPTORES 10.1 Arco de carbono; degradación; exposición; exposición a la luz; ultravioleta. DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Practice for Operating Light-and Water -Exposure Apparatus (Carbon-Arc Type) for Exposure of Plastics. Philadelphia, 1992. 3 pp. (ASTM D 1499-92a).