Главная > Новости > Новости компании

Принцип работы прибора для определения температуры каплепадения и размягчения

2021-10-19

Что такое точка каплепадения?
Синтетические и натуральные продукты могут постепенно смягчать свои температурные подъемы и плавиться в относительно большом температурном интервале. Как правило, испытание на температуру каплепадения является одним из немногих легко осуществимых методов, доступных для термической характеристики таких материалов, как жиры, смазки, воски и масла.
Определение температуры каплепадения: Температура каплепадения (DP) является характеристическим свойством материала. Образцы нагревают до тех пор, пока они не перейдут из твердого состояния в жидкое. Температура каплепадения – это температура, при которой первая капля расплавленного вещества выпадает из стандартного тигля с определенным отверстием в контролируемых условиях испытаний в печи.
Точка падения — это внезапное событие, поскольку сжиженная капля ускоряется под действием силы тяжести, когда она покидает чашу.

Иллюстрация: Чашка для определения температуры каплепадения с отверстием 2,8 мм, содержащая образец в печи

Что такое точка размягчения?
Синтетические и натуральные продукты могут постепенно смягчать свои температурные подъемы и плавиться в относительно большом температурном интервале. Как правило, испытание на температуру размягчения является одним из немногих легко достижимых методов, доступных для термической характеристики таких веществ, как смолы, канифоли, битум, асфальт, пек и гудроны.
Определение точки размягчения: точка размягчения (SP) является характеристическим свойством материала. Образцы нагревают до тех пор, пока они не перейдут из твердого состояния в жидкое. Температура размягчения – это температура, при которой вещество протекало определенное расстояние при определенных условиях испытания. Для определения температуры размягчения требуется специальная чашка для образцов с отверстием на дне 6,35 мм, которое шире, чем у чаши для определения температуры каплепадения. Для форсирования выпадения размягченного образца из чашки при нагревании образец можно утяжелить шариком стандартных размеров из нержавеющей стали. Как только образец размякнет и вытянется достаточно далеко, чтобы достичь расстояния 19 мм от отверстия чашки, температуру печи записывают как температуру точки размягчения образца.
Иллюстрация: Чашка для определения точки размягчения с отверстием 6,35 мм, содержащая образец в печи. Образец взвешивают стандартным шаром.

Что такое точка размягчения
Зачем измерять точки каплепадения и размягчения?
Некоторые синтетические и натуральные продукты, являющиеся важным сырьем для различных отраслей промышленности, не имеют определенной температуры плавления и поэтому должны измеряться другими методами. Они включают мази, синтетические и натуральные смолы, пищевые жиры, смазки, воски, сложные эфиры жирных кислот, полимеры, асфальт и смолы. Эти материалы постепенно размягчаются при повышении температуры и плавятся в относительно большом температурном интервале. Как правило, испытание на температуру каплепадения или размягчения является одним из немногих легко достижимых методов, доступных для термической характеристики таких материалов.

Точки каплепадения и размягчения в основном используются для контроля качества, но также могут быть полезны в исследованиях и разработках для определения рабочих температур и технологических параметров многих различных материалов.

Принцип автоматического определения температуры каплепадения и размягчения
Как правило, температуру каплепадения или точку размягчения определяют путем нагревания образца. Печь используется для управления температурной программой во время анализа. Контроль температуры и регистрация температуры гарантируется цифровым платиновым датчиком температуры. В приборах для определения точки каплепадения МЕТТЛЕР ТОЛЕДО сбалансированный белый светодиод освещает тестовую сборку, состоящую из чаши и держателя внутри печи. Поведение образца фиксируется видеокамерой.
Диаграмма длины двойного определения точки размягчения показана на графике справа. Чем круче наклон (указание скорости потока), тем ниже вязкость.

Ручные методы против цифровых методов (точка каплепадения)
В ручных методах используется термостатическая жидкостная баня и ртутный термометр. В зависимости от температуры каплепадения испытуемого вещества в ванне с жидкостью должны использоваться разные жидкости. Ручные методы требуют визуального контроля процесса определения температуры каплепадения, что утомительно, так как требуется внимание оператора в течение довольно длительного времени для непрерывного наблюдения за процессом испытания. Сама точка падения — это внезапное событие, поскольку сжиженная капля ускоряется под действием силы тяжести, когда она покидает чашу. Как только это произойдет, оператор должен быстро отметить температуру. Кроме того, ртутный термометр используется для контроля температуры.
Таким образом, ручное определение температуры каплепадения является трудоемким, опасным и подверженным ошибкам процессом, на который сильно влияет предвзятость оператора.
Если человеческое наблюдение заменить устройством, которое автоматически регистрирует и оценивает событие точки каплепадения, качество результата, как правило, значительно улучшается: это связано с тем, что во время оценки отсутствует предвзятость оператора.
Метод Уббелоде
Ring-and-Ball против Cup-and-Ball (точка размягчения)
Двумя стандартными аналитическими методами определения точки размягчения, используемыми для различных образцов, от битума до жиров, парафинов и смол, являются метод кольца и шарика (ASTM D36) и метод чаши и шарика Цзяхана (ASTM D3461).
Исторически сложилось так, что установка «кольцо и мяч» была первой. Он предполагает использование термостатической жидкостной ванны, ртутного термометра и дальномера. Указанный держатель образца имеет форму кольца, что и дало название этому методу.
Хотя метод кольца и шара прост в настройке, он имеет ряд недостатков. В зависимости от температуры размягчения испытуемого вещества в жидкостной ванне должны использоваться разные жидкости. Поскольку исследуемое вещество находится в непосредственном контакте с жидкостью, не должно быть никакой реакции между испытуемым образцом и средой. Также важно, чтобы жидкость имела равномерную вязкость во всем экспериментальном температурном окне. После того, как шар пролетел через кольцо, установка должна остыть и тщательно очиститься: это делает метод «кольцо-шар» трудоемким и требует больших затрат растворителя. Большой объем жидкости необходимо заменить свежей жидкостью после нескольких экспериментов.
Ring-and-Ball для точки размягчения

Системы определения температуры каплепадения Jiahang для определения температуры размягчения работают по чашечно-шаровому методу. Эта установка отличается во многих отношениях. Контроль температуры обеспечивается по принципу нагрева металлического блока, а температура чаши и шарика регистрируется цифровым термометром. Образец помещается в чашку и может свободно стекать вниз через отверстие в чашке. Как и в случае системы «кольцо и шар», шар также способствует протеканию пробы, однако здесь он блокируется меньшим диаметром чашки и не протекает вместе с пробой. Анализ проводится в стеклянной таре, которую после эксперимента утилизируют, что позволяет избежать загрязнения печи.
Часто возникает вопрос, дают ли эти два метода одинаковые результаты. В методах ASTM прямо указано, что они были разработаны для воспроизведения результатов методов «кольцо и шар». Это доказано проведенными межлабораторными исследованиями ASTM.