炭黑含量測試儀通過高溫灼燒法精準(zhǔn)測定聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚合物中炭黑的填充比例(通常為2%-3%用于抗紫外線)。炭黑含量直接影響材料的耐候性、力學(xué)性能與導(dǎo)電性,其測量精度關(guān)乎產(chǎn)品壽命與安全。
炭黑含量測試儀通過熱重分析原理,將樣品在惰性與氧化氣氛中分步處理,科學(xué)分離并量化炭黑成分。其可靠性能,源于多個(gè)核心部件的精密協(xié)同。

1、高溫爐體
采用管式電阻爐或馬弗爐結(jié)構(gòu),最高溫度可達(dá)950℃-1000℃,溫場均勻性±5℃。爐膛材質(zhì)為耐高溫陶瓷纖維,保溫性能優(yōu)異,節(jié)能高效。爐管多為石英玻璃或高純氧化鋁,耐腐蝕、不污染樣品,確保測試純凈。
2、氣路控制系統(tǒng)
決定測試過程的關(guān)鍵。系統(tǒng)配備:
雙路氣體:高純氮?dú)猓?ge;99.999%)用于熱解階段,在惰性環(huán)境中使聚合物基體熱解為揮發(fā)性氣體,僅保留炭黑;高純氧氣(或空氣)用于燃燒階段,使炭黑氧化為CO2排出。
電磁閥與流量計(jì):自動(dòng)切換氮?dú)馀c氧氣,精確控制氣體流量(通常1-2L/min),確保氣氛轉(zhuǎn)換迅速、穩(wěn)定。
氣體凈化裝置:內(nèi)置干燥管與過濾器,去除水分與雜質(zhì),防止干擾。
3、天平與稱量系統(tǒng)
內(nèi)置高精度電子分析天平(精度0.01mg-0.1mg),實(shí)時(shí)監(jiān)測樣品質(zhì)量變化。樣品置于耐高溫陶瓷坩堝(如氧化鋁舟)中,通過自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)或手動(dòng)推入爐內(nèi)中心恒溫區(qū)。部分機(jī)型實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)進(jìn)樣與稱量,減少人為誤差。
4、溫控與程序系統(tǒng)
微處理器控制整個(gè)測試流程,可編程設(shè)定多段升溫程序:
預(yù)熱段:室溫升至150℃,去除水分;
熱解段:在氮?dú)夥諊律?50℃-600℃,保持20-30分鐘,使塑料基體分解;
切換與燃燒段:通入氧氣,升溫至650℃-850℃,保持15-20分鐘,使炭黑燃燒。
系統(tǒng)自動(dòng)記錄各階段質(zhì)量損失,最終計(jì)算炭黑殘留率。
5、數(shù)據(jù)處理與顯示單元
配備LCD或觸摸屏,實(shí)時(shí)顯示:
當(dāng)前溫度、氣體狀態(tài)、樣品質(zhì)量曲線;
熱解失重、燃燒失重、炭黑含量(%);
測試時(shí)間與歷史數(shù)據(jù)。
支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印與USB導(dǎo)出,便于質(zhì)量追溯。
6、安全防護(hù)裝置
超溫保護(hù):獨(dú)立溫控器在溫度失控時(shí)切斷電源;
氣體壓力監(jiān)測:缺氣或壓力不足時(shí)報(bào)警;
過流保護(hù):防止電路故障;
通風(fēng)設(shè)計(jì):爐體帶排氣口,連接排風(fēng)系統(tǒng),排出熱解氣體與燃燒產(chǎn)物,保障實(shí)驗(yàn)室安全。