Namai > žinios > Įmonės naujienos

Kritimo taško ir minkštėjimo taško aparato veikimo principas

2021-10-19

Kas yra kritimo taškas?
Sintetiniai ir natūralūs produktai gali palaipsniui sušvelninti temperatūros kilimą ir ištirpti per gana didelį temperatūros intervalą. Paprastai kritimo taško testas yra vienas iš nedaugelio lengvai pasiekiamų metodų, leidžiančių termiškai apibūdinti tokias medžiagas kaip riebalai, tepalai, vaškas ir aliejus.
Kritimo taško apibrėžimas: kritimo taškas (DP) yra būdinga medžiagos savybė. Mėginiai kaitinami tol, kol iš kietos būsenos virsta skysta. Kritimo taškas yra temperatūra, kurioje pirmasis išlydytos medžiagos lašas nusėda iš standartizuoto puodelio su apibrėžta anga kontroliuojamomis bandymo sąlygomis krosnyje.
Kritimo taškas yra staiga įvykęs įvykis, nes suskystėjusį lašą pagreitina gravitacija, kai jis išbėga iš puodelio.

Iliustracija: Nuleidimo taško puodelis su 2,8 mm anga, kuriame yra mėginys krosnyje

Kas yra minkštėjimo taškas?
Sintetiniai ir natūralūs produktai gali palaipsniui sušvelninti temperatūros kilimą ir ištirpti per gana didelį temperatūros intervalą. Paprastai minkštėjimo temperatūros tyrimas yra vienas iš nedaugelio lengvai pasiekiamų metodų, leidžiančių termiškai apibūdinti tokias medžiagas kaip dervos, kanifolijos, bitumas, asfaltas, pikis ir dervos.
Minkštėjimo taško apibrėžimas: Minkštėjimo taškas (SP) yra būdinga medžiagos savybė. Mėginiai kaitinami tol, kol iš kietos būsenos virsta skysta. Minkštėjimo temperatūra yra temperatūra, kurioje medžiaga nutekėjo tam tikru atstumu nustatytomis bandymo sąlygomis. Minkštėjimo taško bandymams atlikti reikalingas specialus mėginio puodelis, kurio apačioje yra 6,35 mm anga, kuri yra platesnė nei lašinimo taško puodelio. Kad kaitinant iš puodelio iškristų suminkštėjęs mėginys, mėginį galima pasverti standartizuotų matmenų rutuliu, pagamintu iš nerūdijančio plieno. Kai mėginys suminkštėja ir nusileidžia pakankamai toli, kad pasiektų 19 mm atstumą nuo puodelio angos, krosnies temperatūra užregistruojama kaip mėginio minkštėjimo taško temperatūra.
Iliustracija: Minkštėjimo taško puodelis su 6,35 mm anga, kuriame yra mėginys krosnyje. Mėginys pasveriamas standartizuotu rutuliuku.

Kas yra minkštėjimo taškas
Kodėl verta matuoti kritimo ir minkštėjimo taškus?
Kai kurie sintetiniai ir natūralūs produktai, kurie yra svarbios žaliavos įvairiems pramonės segmentams, neturi apibrėžtos lydymosi temperatūros, todėl turi būti matuojami kitais metodais. Tai tepalai, sintetinės ir natūralios dervos, valgomieji riebalai, tepalai, vaškai, riebalų rūgščių esteriai, polimerai, asfaltas ir dervos. Šios medžiagos palaipsniui minkštėja kylant temperatūrai ir lydosi per santykinai didelį temperatūros intervalą. Paprastai kritimo arba minkštėjimo taško testas yra vienas iš nedaugelio lengvai pasiekiamų metodų tokioms medžiagoms termiškai apibūdinti.

Kritimo ir minkštėjimo taškai daugiausia naudojami kokybės kontrolei, bet taip pat gali būti vertingi atliekant tyrimus ir plėtrą, nustatant daugelio skirtingų medžiagų naudojimo temperatūrą ir proceso parametrus.

Automatinio kritimo ir minkštėjimo taško nustatymo bandymo principas
Paprastai lašėjimo arba minkštėjimo taškas nustatomas kaitinant mėginį. Krosnis naudojama temperatūros programai valdyti analizės metu. Temperatūros valdymą ir temperatūros registravimą garantuoja skaitmeninis platinos temperatūros jutiklis. METTLER TOLEDO „Dropping Point“ prietaisuose balta subalansuota LED lemputė šviečia ant bandymo mazgo, kurį sudaro puodelis ir krosnyje esantis laikiklis. Pavyzdžio elgsena užfiksuojama vaizdo kamera.
Dešinėje pusėje esančiame paveikslėlyje parodyta pasikartojančio minkštėjimo taško nustatymo ilgio diagrama. Kuo statesnis nuolydis (rodo srauto greitį), tuo mažesnis klampumas.

Rankiniai metodai ir skaitmeniniai metodai (nukritimo taškas)
Rankiniais metodais naudojama termostatinė skysčio vonia ir gyvsidabrio termometras. Atsižvelgiant į bandomosios medžiagos kritimo temperatūrą, skysčio vonioje turi būti naudojami skirtingi skysčiai. Rankiniai metodai reikalauja vizualiai apžiūrėti kritimo taško procesą, o tai yra nuobodu, nes norint nuolat stebėti bandymo procesą, operatoriaus dėmesys reikalingas gana ilgą laiką. Pats kritimo taškas yra staiga įvykęs įvykis, nes suskystėjusį lašą pagreitina gravitacija, kai jis išbėga iš puodelio. Kai tai atsitiks, operatorius turi greitai užrašyti temperatūrą. Be to, temperatūrai stebėti naudojamas gyvsidabrio termometras.
Apibendrinant galima teigti, kad rankinis kritimo taško tikrinimas yra daug laiko reikalaujantis, pavojingas, klaidų procesas, kuriam didelę įtaką daro operatoriaus šališkumas.
Jei žmogaus stebėjimas pakeičiamas prietaisu, kuris automatiškai registruoja ir įvertina kritimo taško įvykį, rezultato kokybė paprastai žymiai pagerėja: taip yra todėl, kad atliekant vertinimą nėra operatoriaus šališkumo.
Ubbelohde metodas
Žiedas ir kamuolys prieš taurę ir kamuoliuką (minkštėjimo taškas)
Du standartiniai analitiniai minkštėjimo taško nustatymo metodai, naudojami įvairiuose mėginiuose nuo bitumo iki tepalų, vaškų ir dervų, yra žiedo ir rutulio (ASTM D36) ir Jiahang taurės ir rutulio (ASTM D3461) metodas.
Istoriškai žiedo ir kamuolio sąranka buvo pirmoji. Tai apima termostatinės skysčio vonios, gyvsidabrio termometro ir atstumo matuoklio naudojimą. Nurodytas mėginio laikiklis yra žiedo formos, suteikiantis šiam metodui jo pavadinimą.
Nors žiedo ir kamuoliuko metodas yra paprastas, jis turi keletą trūkumų. Atsižvelgiant į bandomosios medžiagos minkštėjimo temperatūrą, skysčio vonioje turi būti naudojami skirtingi skysčiai. Kadangi tiriamoji medžiaga tiesiogiai liečiasi su skysčiu, tarp bandinio ir terpės neturi būti jokios reakcijos. Taip pat svarbu, kad skystis būtų vienodo klampumo per visą eksperimentinį temperatūros langelį. Kai kamuolys praskrieja per žiedą, sąranka turi atvėsti ir būti kruopščiai išvalyta: dėl to žiedo ir kamuoliuko metodas reikalauja laiko ir tirpiklio. Po kelių eksperimentų didelį skysčio kiekį reikia pakeisti šviežiu skysčiu.
Minkštinimo taško žiedas ir rutulys

Jiahang kritimo taško sistemos, skirtos minkštėjimo taškui nustatyti, veikia pagal taurės ir rutulio metodą. Ši sąranka skiriasi įvairiais atžvilgiais. Temperatūros valdymas užtikrinamas metalinio bloko šildymo principu, o puodelio ir kamuoliuko temperatūra fiksuojama skaitmeniniu termometru. Mėginys dedamas į puodelį ir gali laisvai tekėti žemyn pro puodelyje esančią angą. Kaip ir žiedo ir rutulio nustatymo atveju, rutulys taip pat skatina mėginio tekėjimą, tačiau čia jį blokuoja mažesnis puodelio skersmuo ir jis neprateka su mėginiu. Analizė atliekama stikliniame inde, kuris po eksperimento išmetamas, taip išvengiant krosnies užteršimo.
Dažnai kyla klausimas, ar abu metodai duoda tuos pačius rezultatus. ASTM metodai aiškiai nurodo, kad jie buvo sukurti taip, kad atkartotų žiedo ir kamuolio metodų rezultatus. Tai įrodo ASTM tarplaboratoriniai tyrimai.