Domov > novice > Novice o podjetju

Načelo delovanja aparata za kapalno točko in točko zmehčanja

2021-10-19

Kaj je Dropping Point?
Sintetični in naravni izdelki lahko postopoma ublažijo dvig temperature in se stopijo v razmeroma velikem temperaturnem intervalu. Na splošno je test kapalne točke ena redkih zlahka dosegljivih metod, ki so na voljo za termično karakterizacijo materialov, kot so maščobe, masti, voski in olja.
Opredelitev kapljišča: Točka kapljanja (DP) je značilna lastnost materiala. Vzorce segrevamo, dokler ne preidejo iz trdnega v tekoče stanje. Točka kapljanja je temperatura, pri kateri se prva kapljica staljene snovi obori iz standardizirane skodelice z določeno odprtino pod nadzorovanimi preskusnimi pogoji v peči.
Točka padca je nenaden dogodek, saj utekočinjeno kapljico pospešuje gravitacija, ko uide iz skodelice.

Ilustracija: Kapljična skodelica z 2,8 mm odprtino, ki vsebuje vzorec v peči

Kaj je točka mehčanja?
Sintetični in naravni izdelki lahko postopoma ublažijo dvig temperature in se stopijo v razmeroma velikem temperaturnem intervalu. Na splošno je test točke zmehčanja ena redkih zlahka dosegljivih metod, ki so na voljo za termično karakterizacijo snovi, kot so smole, kolofonije, bitumen, asfalt, smola in katrani.
Definicija točke zmehčanja: Točka zmehčanja (SP) je značilna lastnost materiala. Vzorce segrevamo, dokler ne preidejo iz trdnega v tekoče stanje. Točka zmehčanja je temperatura, pri kateri je snov pretekla določeno razdaljo pod določenimi preskusnimi pogoji. Preskusi točke zmehčanja zahtevajo namensko posodo za vzorce s 6,35 mm odprtino na dnu, ki je širša od posode s kapalno točko. Za prisilno izločanje zmehčanega vzorca iz skodelice pri segrevanju lahko vzorec obtežimo s kroglo standardiziranih dimenzij iz nerjavnega jekla. Ko se vzorec zmehča in sega dovolj daleč, da doseže razdaljo 19 mm od odprtine skodelice, se temperatura v peči zabeleži kot temperatura točke zmehčanja vzorca.
Ilustracija: Posoda za mesto mehčanja s 6,35 mm odprtino, ki vsebuje vzorec v peči. Vzorec stehtamo s standardizirano kroglo.

Kaj je točka zmehčanja
Zakaj meriti točke padanja in mehčanja?
Nekateri sintetični in naravni izdelki, ki so pomembne surovine za različne industrijske segmente, nimajo določenega tališča in jih je zato treba meriti z drugimi metodami. Sem spadajo mazila, sintetične in naravne smole, užitne maščobe, masti, voski, estri maščobnih kislin, polimeri, asfalt in katrani. Ti materiali se z dvigom temperature postopoma zmehčajo in se talijo v razmeroma velikem temperaturnem intervalu. Na splošno je test točke padanja ali zmehčanja ena redkih zlahka dosegljivih metod, ki so na voljo za toplotno karakterizacijo takšnih materialov.

Točke padca in zmehčanja se uporabljajo predvsem pri kontroli kakovosti, lahko pa so dragocene tudi pri raziskavah in razvoju za določanje uporabnih temperatur in procesnih parametrov številnih različnih materialov.

Načelo testa avtomatiziranega določanja točke padanja in zmehčanja
Na splošno se kapljična točka ali točka zmehčanja določi s segrevanjem vzorca. Peč se uporablja za nadzor temperaturnega programa med analizo. Nadzor temperature in beleženje temperature zagotavlja digitalni platinasti temperaturni senzor. V instrumentih Dropping Point podjetja METTLER TOLEDO bela uravnotežena LED luč sveti na testni sklop, ki je sestavljen iz skodelice in držala v peči. Vzorčno obnašanje je zabeleženo z video kamero.
Diagram dolžine dvojne določitve točke zmehčanja, prikazan na sliki na desni strani. Bolj strm je naklon (indikacija hitrosti pretoka), nižja je viskoznost.

Ročne metode v primerjavi z digitalnimi metodami (odpadna točka)
Ročne metode uporabljajo termostatsko tekočo kopel in živosrebrov termometer. Glede na temperaturo padca preskusne snovi je treba v tekoči kopeli uporabiti različne tekočine. Ročne metode zahtevajo vizualni pregled postopka kapalne točke, ki je dolgočasen, saj je za neprekinjeno spremljanje preskusnega procesa potrebna pozornost operaterja kar dolgo časa. Sama točka padca je nenaden dogodek, saj utekočinjeno kapljico pospešuje gravitacija, ko pobegne iz skodelice. Ko se to zgodi, mora operater hitro zabeležiti temperaturo. Poleg tega se za spremljanje temperature uporablja živosrebrni termometer.
Če povzamemo, je ročno testiranje kapalne točke dolgotrajen, nevaren proces, nagnjen k napakam, na katerega močno vpliva pristranskost operaterja.
Če se človeško opazovanje nadomesti z napravo, ki samodejno beleži in ocenjuje dogodek padajoče točke, se kakovost rezultata na splošno bistveno izboljša: to je zato, ker med ocenjevanjem ni pristranskosti operaterja.
Metoda Ubbelohde
Ring-and-Ball vs. Cup-and-Ball (točka mehčanja)
Dve standardni analitični metodi za določanje točke zmehčanja, ki se uporabljata v različnih vzorcih od bitumna do masti, voskov in smol, sta obroč in krogla (ASTM D36) in Jiahangova metoda skodelice in kroglice (ASTM D3461).
Zgodovinsko gledano je bila postavitev obroča in žoge na prvem mestu. Vključuje uporabo termostatske tekoče kopeli, živosrebrnega termometra in merilnika razdalje. Navedeno držalo vzorca je v obliki obroča, zaradi česar je ta metoda dobila ime.
Čeprav je metoda ring-and-ball preprosta, ima več pomanjkljivosti. Glede na temperaturo zmehčanja preskusne snovi je treba v tekoči kopeli uporabiti različne tekočine. Ker je preiskovana snov v neposrednem stiku s tekočino, med preskusnim vzorcem in medijem ne sme biti reaktivnosti. Pomembno je tudi, da ima tekočina enakomerno viskoznost v celotnem eksperimentalnem temperaturnem oknu. Ko žogica prileti skozi obroč, se mora naprava ohladiti in temeljito očistiti: zaradi tega metoda obroča in žogice porabi veliko časa in topila. Veliko količino tekočine je treba po nekaj poskusih zamenjati s svežo tekočino.
Obroč in žogica za mehčanje

Jiahangovi sistemi Dropping Point za določanje točke zmehčanja delujejo po metodi skodelice in kroglice. Ta nastavitev se razlikuje v različnih pogledih. Nadzor temperature je zagotovljen s principom ogrevanja kovinskih blokov, temperatura skodelice in kroglice pa se beleži z digitalnim termometrom. Vzorec se postavi v skodelico in lahko prosto teče navzdol skozi odprtino v skodelici. Tako kot pri postavitvi ring-and-ball tudi žogica spodbuja pretok vzorca, vendar je tu blokirana zaradi manjšega premera skodelice in ne teče skozi vzorec. Analiza poteka v stekleni posodi, ki jo po poskusu zavržemo in se tako izognemo kontaminaciji peči.
Pogosto se postavlja vprašanje, ali obe tehniki dajeta enake rezultate. Metode ASTM izrecno navajajo, da so bile zasnovane za reprodukcijo rezultatov metod ring-and-ball. To dokazujejo medlaboratorijske študije ASTM, ki so bile izvedene.