摘要：本文介紹了真密度測(cè)定儀測(cè)試可膨脹微球的真密度，采用氦氣和氮?dú)?種不同置換氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，可膨脹微球采用氮?dú)鉁y(cè)試結(jié)果更穩(wěn)定且更接近樣品真實(shí)值。 國(guó)儀精測(cè)自主研發(fā)的G-DenPyc 3900系列真密度測(cè)定儀可同時(shí)并行或交替測(cè)試3個(gè)可膨脹微球的真密度，極大提高了材料的測(cè)試效率，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品快速質(zhì)檢。 可膨脹微球，封裝氣體的小熱塑性球體，由熱塑性聚合物外殼和封入的液態(tài)烷烴氣體組成。當(dāng)微球受熱時(shí)，外殼變軟，內(nèi)部氣壓急劇增大引起微球急劇膨脹，達(dá)到原來(lái)體積的60倍，使其具有輕質(zhì)填料和發(fā)泡劑雙重功能，廣泛應(yīng)用于建筑、運(yùn)輸、消費(fèi)品、包裝和工業(yè)等行業(yè)。 可膨脹微球 可膨脹微球作為輕質(zhì)填料可大幅減輕產(chǎn)品重量，具有極低的密度，其密度的測(cè)定非常重要，國(guó)儀精測(cè)G-DenPyc 3900系列真密度測(cè)定儀可測(cè)試可膨脹微球的真密度，且經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用氮?dú)庾鲋脫Q氣體得出的真密度值更穩(wěn)定且更接近樣品真實(shí)值。 G-DenPyc 3900系列真密度測(cè)定儀測(cè)試原理 G-DenPyc 3900系列真密度測(cè)定儀基于阿基米德原理，以小分子直徑氣體為探針，利用理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，計(jì)算一定溫度和壓力條件下材料排開的氣體體積，從而測(cè)定材料的真密度。小分子直徑氣體可采用氮?dú)饣蚝?，因?yàn)楹饩哂休^小分子直徑，是性質(zhì)穩(wěn)定的惰性氣體，不易與樣品發(fā)生吸附反應(yīng)，一般建議采用氦氣做置換氣體。 G-DenPyc 3900系列真密度測(cè)定儀優(yōu)勢(shì) G-DenPyc 3900系列真密度測(cè)定儀采用氣體做探針，不會(huì)對(duì)測(cè)試樣品造成損壞，樣品可以直接回收利用；且在測(cè)試過(guò)程中，氣體不會(huì)與樣品發(fā)生反應(yīng)，也不會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，使用過(guò)程安全系數(shù)高；再者氣體具有易擴(kuò)散、滲透性好、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，能夠更迅速深入到材料的內(nèi)部孔隙中，使測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 1）預(yù)熱：打開氣瓶總閥和減壓表，至少提前半小時(shí)打開電源開關(guān)，氣體減壓表輸出壓力：0.4±0.02MPa； 2）儀器標(biāo)定：實(shí)驗(yàn)開始前，用標(biāo)準(zhǔn)鋼球?qū)x器進(jìn)行標(biāo)定，確保設(shè)備所有管路測(cè)試的鋼球體積均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)后開始實(shí)驗(yàn)； 3）樣品管體積測(cè)定：將空樣品管安裝儀器腔體內(nèi)擰緊，進(jìn)行軟件設(shè)置，測(cè)定樣品管體積，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后記錄相對(duì)應(yīng)的樣品管體積； 4）稱樣：為減少測(cè)試誤差，需要盡可能多的稱量樣品，每次測(cè)試須稱量樣品至樣品管體積的3/4左右，稱量空管質(zhì)量M1，加入樣品后稱量M2，計(jì)算出樣品質(zhì)量； 5）樣品處理：為了跟生產(chǎn)質(zhì)檢條件達(dá)到一致，所有樣品均未進(jìn)行預(yù)處理； 6）真密度測(cè)定：將稱量好樣品的樣品管安裝到儀器內(nèi)，在軟件內(nèi)進(jìn)行真密度測(cè)定參數(shù)設(shè)置，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后在軟件上查看真密度結(jié)果。 結(jié)果與討論 G-DenPyc 3900系列真密度測(cè)定儀的置換氣體可選擇氮?dú)饣蚝?，?shí)驗(yàn)時(shí)分別用2種置換氣體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在氦氣測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，可膨脹微球真密度值偏大，并且在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)平衡壓力逐點(diǎn)增大情況，對(duì)相同的樣品重新取樣進(jìn)行氮?dú)鉁y(cè)試，測(cè)試真密度值結(jié)果穩(wěn)定且測(cè)試結(jié)果在理論值范圍內(nèi)，詳見(jiàn)下列測(cè)試結(jié)果。 4.1 氦氣測(cè)試結(jié)果 Expancel DE微球采用氦氣做置換氣體測(cè)試的真密度結(jié)果見(jiàn)圖2，測(cè)試條件， 樣品名稱：461DET40d25 測(cè)試模式：非真空泵模式進(jìn)行測(cè)量 置換氣體：氦氣 測(cè)試方法：固定壓力測(cè)試 樣品質(zhì)量：樣品量體積占樣品管3/4左右 樣品預(yù)處理：未處理 氦氣做置換氣體的真密度測(cè)試報(bào)告 從測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，平衡壓力值隨實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的增加而增大，單點(diǎn)真密度值也隨之增大，可能是因?yàn)楹夥肿有?，破壞了樣品?nèi)的孔，從而導(dǎo)致真密度值增大，遠(yuǎn)超出其理論值； 4.2 氮?dú)鉁y(cè)試結(jié)果 相同的Expancel DE微球樣品采用氮?dú)庾鲋脫Q氣體測(cè)試真密度結(jié)果見(jiàn)圖3，測(cè)試條件， 樣品名稱：461DET40d25 測(cè)試模式：非真空泵模式進(jìn)行測(cè)量 置換氣體：氮?dú)?測(cè)試方法：固定壓力測(cè)試 樣品質(zhì)量：樣品量體積占樣品管3/4左右 樣品預(yù)處理：未處理 氦氣做置換氣體的真密度測(cè)試報(bào)告 從測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，平衡壓力值穩(wěn)定，單點(diǎn)真密度值測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定且在小數(shù)點(diǎn)第4位發(fā)生變化，測(cè)試結(jié)果符合此樣品的理論值結(jié)果。后續(xù)采用氮?dú)庾鲋脫Q氣體對(duì)其它同類Expancel DE微球樣品進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果充分符合其理論值，至于氦氣測(cè)試值偏大的原因，有待進(jìn)行下一步研究。 通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可知，采用氮?dú)庾鲋脫Q氣體的真密度測(cè)定儀可精確測(cè)量可膨脹微球的真密度，國(guó)儀精測(cè)自主研發(fā)的G-DenPyc 3900系列真密度測(cè)定儀可同時(shí)并行或交替測(cè)試3個(gè)可膨脹微球的真密度，極大提高了材料的測(cè)試效率，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品快速質(zhì)檢。