دستگاه تعیین درصد دوده
دستگاه تعیین درصد دوده (Carbon Black Content Tester) یکی از تجهیزات مهم در صنایع پلاستیک و پلیمر است که برای اندازه‌گیری میزان دوده (کربن سیاه) موجود در ترکیبات پلیمری استفاده می‌شود. این آزمون به‌طور ویژه در تعیین کیفیت و خواص مکانیکی مواد پلیمری کاربرد دارد.
اجزای دستگاه تعیین درصد دوده
کوره الکتریکی: برای سوزاندن نمونه‌های پلیمری در دمای بالا و حذف تمام مواد فرار به‌جز دوده.
محفظه احتراق: نمونه‌های پلیمر در این بخش قرار می‌گیرند و تحت دمای بالا سوزانده می‌شوند.
ترازوی دقیق: برای اندازه‌گیری وزن نمونه قبل و بعد از آزمایش.
سیستم کنترل دما: برای تنظیم دقیق دما و زمان لازم برای سوزاندن نمونه‌ها.
فیلترها و مکنده‌ها: برای جمع‌آوری و حذف مواد فرار و گازهای تولید شده در طول آزمایش.
روش انجام آزمایش تعیین درصد دوده
آماده‌سازی نمونه: مقدار مشخصی از ماده پلیمری برداشته و وزن آن با دقت اندازه‌گیری می‌شود.
قرار دادن در کوره: نمونه در محفظه احتراق قرار داده شده و در دمای مشخص (معمولاً بین 550 تا 650 درجه سانتیگراد) به مدت زمان معینی سوزانده می‌شود.
خنک کردن و وزن کردن: پس از پایان فرآیند سوزاندن، نمونه خنک می‌شود و مجدداً وزن آن اندازه‌گیری می‌شود.
محاسبه درصد دوده: درصد دوده با مقایسه وزن قبل و بعد از سوزاندن نمونه محاسبه می‌شود.
کاربردهای دستگاه تعیین درصد دوده
صنایع تولید لوله‌های پلاستیکی: بررسی میزان دوده برای اطمینان از استحکام و مقاومت لوله‌ها در برابر اشعه UV.
تولید قطعات خودرو: بررسی ترکیبات پلیمری استفاده شده در قطعات خودرو به منظور اطمینان از خواص مکانیکی مطلوب.
تحقیق و توسعه: ارزیابی و بهبود ترکیبات پلیمری جدید در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی.
چرا از دوده در تولید لوله و اتصالات پلی اتیلن استفاده می شود؟
استفاده از دوده (Carbon Black) در تولید لوله و اتصالات پلی اتیلن دلایل متعددی دارد که به بهبود ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی این محصولات کمک می‌کند. در زیر به برخی از این دلایل اشاره می‌شود:
افزایش مقاومت در برابر اشعه UV
پلی اتیلن به طور طبیعی در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV) که از نور خورشید می‌آید، حساس است. اشعه UV می‌تواند باعث تخریب و اکسیداسیون زنجیره‌های پلیمری شود که به کاهش خواص مکانیکی و تغییر رنگ محصول منجر می‌شود. اضافه کردن دوده به پلی اتیلن می‌تواند به عنوان یک محافظ در برابر اشعه UV عمل کند و از تخریب زنجیره‌های پلیمری جلوگیری کند.
افزایش مقاومت مکانیکی
دوده به عنوان یک تقویت‌کننده مکانیکی عمل می‌کند و می‌تواند مقاومت لوله‌ها و اتصالات پلی اتیلن را در برابر فشارها و ضربه‌ها افزایش دهد. این امر به خصوص در کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا و طول عمر طولانی دارند، مهم است.
دوده می‌تواند به پراکنش بهتر گرما در ماده پلیمری کمک کند
این ویژگی در فرآیندهای تولید و نیز در کاربردهای نهایی که مواد در معرض تغییرات دمایی قرار می‌گیرند، بسیار مهم است. دوده با افزایش رسانایی حرارتی، به توزیع یکنواخت‌تر گرما کمک می‌کند و از تمرکز تنش‌های حرارتی جلوگیری می‌کند.
مقاومت در برابر عوامل شیمیایی و محیطی
دوده می‌تواند مقاومت پلی اتیلن را در برابر عوامل شیمیایی و محیطی مانند اکسیداسیون، اسیدها و بازها افزایش دهد. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که لوله‌ها و اتصالات پلی اتیلن در شرایط محیطی سخت و در مواجهه با مواد شیمیایی مقاوم‌تر باشند.
مزایای استفاده از دستگاه تعیین درصد دوده
اضافه کردن دوده به پلی اتیلن باعث ایجاد رنگ سیاه یکنواخت در محصول نهایی می‌شود. این امر می‌تواند به بهبود ظاهر و همچنین کاهش تاثیر لکه‌ها و تغییر رنگ ناشی از عوامل محیطی کمک کند. استفاده از دوده در تولید لوله‌ها و اتصالات پلی اتیلن بهبود قابل توجهی در عملکرد و دوام این محصولات ایجاد می‌کند و آن‌ها را برای کاربردهای مختلف مناسب‌تر می‌سازد.
دقت بالا: ارائه نتایج دقیق و قابل اطمینان در اندازه‌گیری میزان دوده.
کنترل کیفیت: کمک به بهبود و تضمین کیفیت محصولات پلیمری.
افزایش طول عمر محصولات: با کنترل میزان دوده، مقاومت محصولات در برابر عوامل محیطی افزایش می‌یابد.
استاندارد روش آزمون درصد دوده
استاندارد روش آزمون درصد دوده (Carbon Black Content) در مواد پلیمری از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از استانداردهای معتبر و مورد استفاده در این زمینه استاندارد ASTM D1603 است. این استاندارد روش آزمون تعیین درصد دوده در پلیمرها به ویژه پلی اتیلن را شرح می‌دهد.
مراحل اصلی روش آزمون طبق ASTM D1603
- آماده‌سازی نمونه:
- نمونه‌های پلیمری با دقت تهیه و وزن می‌شوند. معمولاً مقدار نمونه حدود 0.5 تا 1 گرم است.
- سوزاندن نمونه:
- نمونه در یک کوره الکتریکی در حضور هوا یا نیتروژن (برای جلوگیری از اکسیداسیون) تا دمای مشخص (معمولاً بین 550 تا 650 درجه سانتیگراد) حرارت داده می‌شود تا تمام مواد فرار و غیر کربنی تبخیر شوند.
- خنک‌کردن و وزن‌کردن:
- پس از پایان فرآیند حرارت‌دهی، نمونه خنک می‌شود و مجدداً وزن می‌شود تا وزن باقی‌مانده (که شامل دوده است) تعیین شود.
استانداردهای مرتبط دیگر
علاوه بر ASTM D1603، استانداردهای دیگری نیز وجود دارند که به روش‌های تعیین درصد دوده در پلیمرها پرداخته‌اند:
- ISO 6964: این استاندارد روش‌های آزمون مشابهی را برای تعیین درصد دوده در پلیمرهای مختلف بیان می‌کند.
- ASTM D4218: این استاندارد نیز به تعیین مقدار دوده در مواد پلاستیکی با استفاده از روش‌های حرارتی می‌پردازد.
نکات مهم در انجام آزمون
- دقت در آماده‌سازی نمونه: وزن نمونه باید با دقت بالا اندازه‌گیری شود.
- کنترل دما: دمای کوره باید به دقت کنترل شود تا از تخریب غیرضروری نمونه جلوگیری شود.
- محیط آزمایش: محیط آزمایش باید بدون آلودگی و با شرایط کنترل شده باشد تا نتایج دقیق‌تری به دست آید.
استانداردهای ذکر شده ابزارهای مهمی برای تضمین کیفیت و دوام محصولات پلیمری هستند و استفاده صحیح از این روش‌ها به بهبود ویژگی‌های مواد و محصولات کمک می‌کند.
دستگاه تعیین درصد دوده طبق استاندارد ASTM1603
برای آزمون مقدار کربن موجود در مواد پلیمری از دستگاه تعیین درصد دوده استفاده میگردد . شرکت بن افزار به همین منظور دستگاه تست تعیین درصد دوده را طراحی و تولید نموده است و کیفیت عالی قطعات و مواد به کار رفته این دستگاه را از همتایان خود متمایز کرده است.
این دستگاه دارای گواهی کالیراسیون از مراجع معتبر می باشد .
لوازم جانبی و مشخصات فنی دستگاه تعیین درصد دوده ساخت شرکت بن افزار به شرح ذیل است :
1- -شیشه u شکل پیرکس-----------------------------------------------------------------------1 عدد
2- شیشه استوانه ای کوچک پیرکس-------------------------------------------------------------1 عدد
3- قایقک چینی-------------------------------------------------------------------------------2عدد
4- مانومتر با فلومتر---------------------------------------------------------------------------1عدد
5- پتاس-----------------------------------------------------------------------------------50 گرم
6- پیروگالول-------------------------------------------------------------------------------10 گرم
7- سلیکاژل آبی-----------------------------------------------------------------------------70 گرم
8- شیلنگ سفید-----------------------------------------------------------------------------3 متر
9- کپسول نیتروژن با خلوص 99/99-----------------------------------------------------------1 کپسول
10-پاروی استیل----------------------------------------------------------------------------1 عدد
11- آب مقطر-----------------------------------------------------------------------------5/0 لیتر
کنترلر دما از نوع الکتریکی دیجیتال تا حداکثر999 درجه سانتیگراد
شیشه داخلی کوارتز قابل تحمل تا1200 درجه
عایق کاری از نوع پتوی نسوز و سیمان نسوز
المنت ها از نوع آلمانی
گالری تصاویر دستگاه تعیین درصد دوده
