ISO/TS 19808:2020
(Main)Nanotechnologies — Carbon nanotube suspensions — Specification of characteristics and measurement methods
Nanotechnologies — Carbon nanotube suspensions — Specification of characteristics and measurement methods
This document specifies the characteristics to be measured of suspensions containing multi-walled carbon nanotubes (CNT suspensions). It includes the essential and additional characteristics of the CNT suspension, and the corresponding measurement methods. Characteristics specific to health, environmental and safety issues are excluded from this document. WARNING — The use of this document can involve hazardous materials, operations and equipment. It does not purport to address all of the safety or environmental problems associated with its use. The execution of this document is entrusted to appropriately qualified and experienced people.
Nanotechnologies — Suspensions de nanotubes de carbone — Spécification des caractéristiques et méthodes de mesure
Le présent document spécifie les caractéristiques à mesurer pour les suspensions contenant des nanotubes de carbone multiparois (suspensions de CNT). Il comprend les caractéristiques essentielles et additionnelles de la suspension de CNT, et les méthodes de mesure correspondantes. Les caractéristiques spécifiques des questions d'hygiène, de sécurité et d'environnement sont exclues du présent document. AVERTISSEMENT — Le présent document peut impliquer l'utilisation de produits et la mise en œuvre de modes opératoires et d'appareillages à caractère dangereux. Il n'a pas pour but d'aborder tous les problèmes de sécurité ou environnementaux liés à son utilisation. L'application du présent document doit être confiée à des personnes expérimentées et qualifiées.
General Information
Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 19808
First edition
2020-03
Nanotechnologies — Carbon
nanotube suspensions —
Specification of characteristics and
measurement methods
Nanotechnologies — Suspensions de nanotube de carbone —
Spécification de caractéristiques et méthodes d'essais
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and abbreviated terms . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Abbreviated terms . 2
4 Characteristics and measurement methods . 3
5 Sampling . 3
5.1 Sampling principle . 3
5.2 Sampling devices . 4
5.3 CNT retrieving . 4
6 Description of characteristics and measurement methods . 4
6.1 Outer diameter . 4
6.2 Specific surface area . 4
6.3 Homogeneity . . 5
6.4 Morphology . 5
6.5 Dry solid content . 5
6.6 CNT content . 5
6.7 Viscosity . 6
6.8 Fineness . 6
6.9 Elemental impurity content . 6
6.10 pH value . 7
6.11 Water content . 7
6.12 Thermal conductivity . 7
6.13 Volume resistivity . 7
6.14 Shelf life . 8
7 Test report . 8
Annex A (informative) Overview of CNT suspension characteristics . 9
Annex B (informative) Case study of carbon nanotube dispersion .10
Bibliography .11
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 229, Nanotechnologies.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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Introduction
Carbon nanotubes (CNT) have attracted great interest due to their wide scope of possible applications,
such as composite reinforcement material, hydrogen containers, super-capacitors, molecular sensors
and scanning probe tips. Offering attractive mechanical, electric and thermal properties, CNTs could
achieve a significant improvement in bulk properties by adding low weight percentages.
The performance of nano-objects can be degraded with the formation of agglomerates or aggregates
in post-processing. Suspensions of the appropriate fluids and additives will stabilize nano-objects,
preventing agglomeration and reducing losses to the environment during handling. It is widespread
practice in the manufacturing industry to pre-treat nano-objects by making suspensions before delivery
to the downstream customers. Industrial products based on CNT suspensions are a good example.
Since CNT suspensions containing multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) are widely supplied
nowadays, it is timely to develop appropriate specifications. Such specifications would facilitate the
communication between interested parties and the commercialization of CNT suspensions, and help to
generate consistent performance in the final products.
A number of characterization documents related to CNT have been developed by ISO/TC 229, in
which measurement methods and procedures for characteristics including morphology, impurities,
volatile components, etc. are specified. This document specifies the characteristics to be measured
of CNT suspension samples and describes their measurement methods. ISO/TR 10929 describes
the characteristics to be measured of bulk samples of MWCNTs and their measurement methods.
ISO/TR 13097 provides guidelines on how to characterize the stability of suspensions. It includes
general guidance on how to specify the suspension in terms of its physical and chemical characteristics,
which might affect its performance or subsequent processing.
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 19808:2020(E)
Nanotechnologies — Carbon nanotube suspensions —
Specification of characteristics and measurement methods
1 Scope
This document specifies the characteristics to be measured of suspensions containing multi-walled
carbon nanotubes (CNT suspensions). It includes the essential and additional characteristics of the CNT
suspension, and the corresponding measurement methods.
Characteristics specific to health, environmental and safety issues are excluded from this document.
WARNING — The use of this document can involve hazardous materials, operations and
equipment. It does not purport to address all of the safety or environmental problems
associated with its use. The execution of this document is entrusted to appropriately qualified
and experienced people.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms, definitions and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1.1
agglomerate
collection of weakly or medium strongly bound particles where the resulting external surface area is
similar to the sum of the surface areas of the individual components
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 3.4, modified — Notes 1 and 2 to entry have been deleted.]
3.1.2
aggregate
particle comprising strongly bonded or fused particles where the resulting external surface area is
significantly smaller than the sum of surface areas of the individual components
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 3.5, modified — Notes 1 and 2 to entry have been deleted.]
3.1.3
carbon nanotube
CNT
nanotube composed of carbon
Note 1 to entry: Carbon nanotubes usually consist of curved graphene layers, including single-wall carbon
nanotubes and multi-walled carbon nanotubes.
[SOURCE: ISO/TS 80004-3:2010, 4.3]
3.1.4
carbon nanotube suspension
CNT suspension
suspension containing multi-walled carbon nanotubes
Note 1 to entry: Single-wall carbon nanotubes may be included in the suspension.
3.1.5
representative sample
random sample selected in such a way that the observed values have the same distributions in the
sample as in the population
[SOURCE: ISO 3534-2:2006, 1.2.35, modified — EXAMPLE and Notes 1 and 2 to entry have been deleted.]
3.1.6
shelf life
recommended time period during which a product (CNT suspension) can be stored, throughout which
the defined quality of a specified property of the product remains acceptable under expected (or
specified) conditions of distribution, storage, display and usage
[SOURCE: ISO/TR 13097:2013, 2.14, modified — “(CNT suspension)” has replaced “(di
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 19808
Première édition
2020-03
Nanotechnologies — Suspensions
de nanotubes de carbone —
Spécification des caractéristiques et
méthodes de mesure
Nanotechnologies — Carbon nanotube suspensions — Specification of
characteristics and measurement methods
Numéro de référence
©
ISO 2020
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et abréviations . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Abréviations . 2
4 Caractéristiques et méthodes de mesure . 3
5 Échantillonnage . 4
5.1 Principe d’échantillonnage . 4
5.2 Dispositifs d’échantillonnage . 4
5.3 Récupération du CNT . 4
6 Caractéristiques et méthodes de mesure . 4
6.1 Diamètre extérieur . 4
6.2 Aire de surface spécifique . 4
6.3 Homogénéité . 5
6.4 Morphologie . 5
6.5 Teneur en matières solides sèches . 5
6.6 Teneur en CNT . 6
6.7 Viscosité . 6
6.8 Finesse . 6
6.9 Teneur en impuretés élémentaires . 7
6.10 pH . 7
6.11 Teneur en eau . 7
6.12 Conductivité thermique . 7
6.13 Résistivité volumique . 8
6.14 Durée de conservation . 8
7 Rapport d’essai . 8
Annexe A (informative) Présentation des caractéristiques de la suspension de CNT .10
Annexe B (informative) Étude de cas portant sur une dispersion de nanotube de carbone .11
Bibliographie .12
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 229, Nanotechnologies.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
Introduction
Les nanotubes de carbone (CNT) suscitent un grand intérêt en raison de leurs nombreuses applications
possibles, par exemple comme matériau de renfort des composites, dans les réservoirs d’hydrogène,
les super-condensateurs, les capteurs moléculaires et les pointes de sondes à balayage. Offrant des
propriétés mécaniques, électriques et thermiques intéressantes, les CNT ont permis d’améliorer
nettement les propriétés intrinsèques des matériaux lorsqu’ils sont introduits en faibles quantités
pondérales.
La performance des nano-objets peut se dégrader avec la formation d’agglomérats ou d’agrégats après le
traitement. Les suspensions dans des fluides et avec des additifs appropriés vont permettre de stabiliser
les nano-objets, en empêchant leur agglomération et en réduisant les pertes dans l’environnement
lors de leur manipulation. Une pratique largement répandue dans le secteur de la fabrication consiste
à prétraiter les nano-objets en réalisant des suspensions avant la livraison aux clients en aval. Les
produits industriels à base de suspensions de CNT en sont un bon exemple.
Étant donné que de nos jours les suspensions de CNT contenant des nanotubes de carbone multiparois
(MWCNT) sont d’usage courant, le moment est propice pour élaborer des spécifications appropriées.
Ces spécifications vont faciliter la communication entre les parties intéressées et la commercialisation
des suspensions de CNT, et aider à générer des performances constantes dans les produits finis.
L’ISO/TC 229 a élaboré plusieurs documents de caractérisation en rapport avec les CNT, qui spécifient
des méthodes et des modes opératoires de mesure des caractéristiques, notamment la morphologie,
les impuretés, les composés volatils, etc. Le présent document spécifie les caractéristiques à mesurer
pour les échantillons de suspension de CNT et décrit leurs méthodes de mesure. L’ISO/TR 10929 décrit
les caractéristiques à mesurer pour les échantillons en vrac de MWCNT et leurs méthodes de mesure.
L’ISO/TR 13097 fournit des lignes directrices sur la manière de caractériser la stabilité des suspensions.
Elle comprend des lignes directrices générales sur la manière de caractériser la suspension en termes de
propriétés physiques et chimiques pouvant avoir une incidence sur ses performances ou son utilisation
dans des traitements ultérieurs.
SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 19808:2020(F)
Nanotechnologies — Suspensions de nanotubes de carbone
— Spécification des caractéristiques et méthodes de mesure
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les caractéristiques à mesurer pour les suspensions contenant des
nanotubes de carbone multiparois (suspensions de CNT). Il comprend les caractéristiques essentielles
et additionnelles de la suspension de CNT, et les méthodes de mesure correspondantes.
Les caractéristiques spécifiques des questions d’hygiène, de sécurité et d’environnement sont exclues
du présent document.
AVERTISSEMENT — Le présent document peut impliquer l’utilisation de produits et la mise
en œuvre de modes opératoires et d’appareillages à caractère dangereux. Il n’a pas pour but
d’aborder tous les problèmes de sécurité ou environnementaux liés à son utilisation. L’application
du présent document doit être confiée à des personnes expérimentées et qualifiées.
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes, définitions et abréviations
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1.1
agglomérat
ensemble de particules faiblement ou moyennement liées, dont l’aire de la surface externe résultante
est similaire à la somme des aires de surface de chacun des composants
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 3.4, modifiée — Notes 1 et 2 à l’article supprimées.]
3.1.2
agrégat
particule composée de particules fortement liées ou fusionnées, dont l’aire de la surface externe
résultante est significativement plus petite que la somme des aires de surface de chacun des composants
[SOURCE: ISO/TS 80004-2:2015, 3.5, modifiée — Notes 1 et 2 à l’article supprimées.]
3.1.3
nanotube de carbone
CNT
nanotube composé de carbone
Note 1 à l'article: Les nanotubes de carbone sont, en général, constitués de couches de graphène enroulées sur
elles-mêmes, et comprennent les nanotubes de ca
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.