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熱重分析法在炭黑含量和灰分測試中的應(yīng)用
發(fā)表時(shí)間:2024/7/10 11:43:41

  熱重分析法是一種通過測量樣品在控制氣氛下加熱過程中的質(zhì)量變化來分析樣品組成和熱穩(wěn)定性的技術(shù)。本文詳細(xì)介紹了使用熱重分析法測試炭黑含量和灰分的方法,包括實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、影響因素和結(jié)果分析。

  

  1、引言 

  炭黑作為橡膠和塑料制品中的重要添加劑,其含量和性質(zhì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和性能?;曳肿鳛樘亢谥械臒o機(jī)雜質(zhì),其含量也需嚴(yán)格控制。傳統(tǒng)的測試方法存在步驟繁瑣、耗時(shí)長等問題,而熱重分析法以其操作簡便、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為炭黑含量和灰分測試的重要手段。

  

  2、實(shí)驗(yàn)原理 

  熱重分析法基于樣品在加熱過程中質(zhì)量的變化。炭黑在加熱過程中會失去揮發(fā)性組分,而灰分則在高溫下殘留。通過分析熱重曲線,可以確定炭黑的熱穩(wěn)定性和含量,以及樣品的灰分含量。

  

  3、操作步驟 

  3.1 樣品準(zhǔn)備 

  準(zhǔn)確稱取一定量的炭黑樣品,將樣品平鋪在熱重分析儀的坩堝中。

  

  3.2 測量儀器 

  DZ-TGA101熱重分析儀

推廣宣傳圖2.jpg

  

  3.3 設(shè)備參數(shù)設(shè)定 

  在氮?dú)鈿夥障?,?0℃/min的速率從室溫升至600攝氏度,恒溫15分鐘,使得樣品充分熱解;在600攝氏度恒溫后,切換氧氣氣氛,以20℃/min的速率升溫至900℃,使得炭黑充分氧化。

  

  3.4 測試過程

  啟動熱重分析儀,記錄樣品的質(zhì)量變化。

  

  4、結(jié)果分析

 

圖片1.png

 

  圖1

  

  4.1 炭黑含量(%)

  通過圖一熱重曲線的失重點(diǎn),計(jì)算炭黑的熱失重率,根據(jù)熱失重率,計(jì)算出炭黑含量?!?/span>

  在600℃恒溫后樣品失重17.17mg,升溫至800攝氏度恒溫后失重6.18mg,樣品總質(zhì)量是23.6mg,根據(jù)公式計(jì)算出炭黑含量為26.1%  (炭黑含量計(jì)算公式:(m2-m3)/m1 x 100%)

  

  4.2 灰分含量(%) 

  在高溫下,炭黑充分氧化后,剩余的質(zhì)量即為灰分。 

  根據(jù)灰分的質(zhì)量,計(jì)算灰分含量。灰分含量為1.05%。(灰分含量計(jì)算公式:(m2-m0)×100/(m1-m0))

  

  5、結(jié)論

  熱重分析法是一種快速、準(zhǔn)確測試炭黑含量和灰分的方法。通過優(yōu)化測試條件和分析方法,可以得到可靠的測試結(jié)果,為炭黑的質(zhì)量控制和產(chǎn)品開發(fā)提供重要依據(jù)。

  

  6、測試參考標(biāo)準(zhǔn)

  GB/T 13021-1991 聚乙烯管材和管件炭黑含量的測定(熱失重法) 

  DB35/T 1558-2016 熱重分析法(TGA)測定聚烯烴產(chǎn)品中炭黑含量


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