第一:塑料是以天然樹脂或合成樹脂為主要成分,經(jīng)添加一定的添加劑(增塑劑、阻燃劑、穩(wěn)定劑、抗靜電劑等)后,在一定溫度和壓力等條件下制備所得的材料。塑料制品是指以塑料粒子為主要原料,經(jīng)過一系列加工成型工藝(注塑成型、壓縮成型、氣動成型等)處理所制成的工業(yè)、生活用品。塑料制品因其重量輕、化學(xué)穩(wěn)定性良好、絕緣性能理想、機(jī)械強(qiáng)度較高等優(yōu)良特性而被廣泛應(yīng)用。
水分會顯著影響塑料的物理性能,如:干重、密度、流變特性、熔融指數(shù)、導(dǎo)電性、機(jī)械性能等。這些物理性能的變化會導(dǎo)致產(chǎn)品加工及塑料制品成型過程的困難,并最終影響產(chǎn)品質(zhì)量,如:表面開裂、反光,抗沖擊性能和拉伸強(qiáng)度等機(jī)械性能降低等。因此,水分含量的控制對于生產(chǎn)高質(zhì)量的塑料產(chǎn)品是至關(guān)重要的。
第二:水分管控的意義
1. 塑料原材料水分含量測定
水分是影響塑料粒子物理性能的重要指標(biāo),因此,塑料粒子原材料生產(chǎn)過程中的水分含量監(jiān)控是必bu可少的。對于買方來說,原料水分含量檢測,可以使雙方更好的就產(chǎn)品質(zhì)量和規(guī)格達(dá)成一致,避免商業(yè)糾紛。同時,也為原料的干燥條件提供科學(xué)的依據(jù)。
2. 判定干燥機(jī)效能,優(yōu)化干燥程序,提高生產(chǎn)效率
大多數(shù)工程塑料和塑料合金粒料都含有不同程度的水分,水分分布在粒子表面和粒子內(nèi)部。此外,塑料粒子通常具有一定的吸濕性,生產(chǎn)車間的空氣濕度,包裝過程,運輸過程,貯存環(huán)境等外部環(huán)境條件均會對物料中的水分含量產(chǎn)生一定的影響。因此,在塑料制品成型加工之前,必須使用干燥設(shè)備對原料進(jìn)行干燥處理。干燥時間的控制對于后續(xù)產(chǎn)品成型過程和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。
干燥時間過短,塑料粒子中的水分不能*排出,則對塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量與外觀質(zhì)量都有影響,并造成加工困難。塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量表現(xiàn)為其各項性能指標(biāo)明顯下降,內(nèi)應(yīng)力增大,容易開裂,聚合物水解與降解;外觀質(zhì)量表現(xiàn)為制品泛黃,產(chǎn)生氣泡、毛疵、銀絲、斑紋,以及光澤度降低等。
干燥時間過長,則可能破壞塑料粒子本身的理化性質(zhì),如:低分子添加劑降解或揮發(fā),熱穩(wěn)定性下降,韌性降低,脆性增加等。
第三:測試儀器
本文介紹兩種先進(jìn)的水分儀,為塑料行業(yè)提供快速且準(zhǔn)確的水分測試數(shù)據(jù)。
1. 新一代水分分析儀 --- Vapor Pro XL水分儀(如圖1所示),可以對水分進(jìn)行特異性識別。該儀器由四個模塊組成:
環(huán)形加熱腔:最高測試溫度可達(dá)300℃;
氣體流量控制系統(tǒng):為整個測試系統(tǒng)提供干燥氣體,排除環(huán)境濕度干擾,并將樣品中蒸發(fā)出的水分?jǐn)y帶至傳感器中進(jìn)行檢測;
高分子電容傳感器:對水分進(jìn)行特異性識別和檢測,靈敏度高達(dá)0.1ppm;
控制系統(tǒng):調(diào)節(jié)測試參數(shù),監(jiān)控儀器狀態(tài),計算并輸出測試數(shù)據(jù)。
Vapor Pro XL采用傳感器技術(shù)檢測水分,可以排除其他揮發(fā)性成分的干擾,實現(xiàn)真實水分含量的測定;測試過程中無需使用任何化學(xué)試劑,測試靈敏度可達(dá)0.1ppm,測試上限為100%;
Vapor Pro XL的操作十分簡單易懂,僅需簡單培訓(xùn),使用人員便可輕松掌握操作要點,使用過程中可以實現(xiàn)無人值守。
使用Vapor Pro XL,僅需很少量的樣品即可完成測試,測試時間通常可以控制在10分鐘左右甚至更短(測試時間與樣品量及水分含量有一定關(guān)聯(lián)),可有效提高測試效率;
在進(jìn)行水分測定時,Vapor Pro XL的控制面板可以實時顯示水分釋放的速率及總量(如圖a,b),方便用戶根據(jù)實際情況對測試方法進(jìn)行合理的優(yōu)化。
2. MAX 4000XL水分分析儀(如圖2所示)根據(jù)干燥失重法的測試原理進(jìn)行塑料的水分分析;測試過程中無需使用任何化學(xué)試劑,操作及使用都非常簡易。該儀器主要包含三個模塊:
加熱模塊:采用鎳鉻合金加熱元件,最高測試溫度可達(dá)275℃的溫度;
稱量模塊:內(nèi)置耐高溫的分析天平,稱量分辨率為0.1mg;
控制模塊:用于調(diào)節(jié)測試參數(shù),記錄并輸出測試數(shù)據(jù)。
MAX 4000XL水分儀獨you的浮力補(bǔ)償功能可有效地避免因高溫而導(dǎo)致的天平稱量偏差;串聯(lián)測試功能可以實現(xiàn)溫度梯度測試需求。
使用MAX 4000XL對產(chǎn)品進(jìn)行水分含量測試,可顯示如圖2a,2b所示:
第四:測試結(jié)果
1. 使用Vapor Pro XL水分分析儀進(jìn)行塑料產(chǎn)品進(jìn)行水分含量測試,參考結(jié)果如下表。
2. 使用MAX 4000XL對一些常見的塑料產(chǎn)品進(jìn)行水分含量測試,參考結(jié)果如下表。
應(yīng)用分析
我司水分分析儀的測試方法符合國際標(biāo)準(zhǔn)ASTM – D6980 -17 Standard Test Method for Determination of Moisture in Plastics by Loss inWeight(MAX 4000XL)和ASTM - D7191 - 2005 Standard Test Method for Determination of Moisture in Plastics byRelative Humidity Sensor(Vapor Pro XL)的要求。
對于各種塑料原材料及制品均具有良好的測試適應(yīng)性,儀器維護(hù)成本低,可有效節(jié)約使用成本;測試過程中無需使用化學(xué)試劑,可避免對實驗人員的潛在風(fēng)險以及對環(huán)境的污染;操作簡單,易于掌握,可以為塑料行業(yè)提供快速且準(zhǔn)確的水分分析解決方案。
使用我司高精度水分分析儀測量原料在干燥前后的水分含量情況:一方面可以驗證原料是否*干燥,較少返工和降低次品率;另一方面可以很好的幫助用戶準(zhǔn)確評判干燥設(shè)備的干燥效能,并簡化干燥程序,減少能耗和干燥設(shè)備的維護(hù)成本,最終,提高產(chǎn)能和縮短生產(chǎn)周期。
此外,我司水分分析儀同樣適用于塑料制品的品質(zhì)分析。