炭黑含量测定仪作为塑料、橡胶等高分子材料性能检测的核心设备,通过热重分析法精准测定炭黑含量,其操作需遵循标准化流程,确保检测结果的准确性与重复性。以下是经过实践验证的“五步法”操作指南,适配实验室常规检测场景:
1.样品制备:精准取样,奠定检测基础
选取代表性样品,使用切片机或剪刀将其裁剪为1-3mm的细小颗粒或薄片,避免样品尺寸过大导致加热不均。采用电子天平(精度0.1mg)称量样品,取0.5-2.0g(根据材料炭黑含量调整,含量低则适当增加取样量),平铺于洁净的氧化铝坩埚中,记录样品质量(m₁)。注意坩埚需提前经800℃高温灼烧至恒重,冷却后称量空坩埚质量(m₀),避免杂质影响检测结果。
2.设备调试:参数校准,保障运行稳定
打开测定仪电源,预热30分钟,待设备温度稳定后进行参数设置。根据材料类型选择检测程序:塑料样品通常设置升温速率10℃/min,终温850℃;橡胶样品可调整终温至900℃,保温时间15-30分钟。通入氮气作为保护气体,流量控制在50-100mL/min,确保炉内氧气被置换,防止样品氧化干扰。同时校准温度传感器与天平,核对设备气密性,避免氮气泄漏导致检测失败。
3.样品装载:规范操作,避免污染干扰
待炉体温度降至室温后,打开炉门,将装有样品的坩埚平稳放入样品架,确保坩埚摆放整齐,不与炉壁或其他坩埚接触。关闭炉门并锁紧,再次检查氮气流量是否稳定,确认设备无异常后,启动检测程序。过程中禁止打开炉门,防止空气进入引发样品燃烧,同时避免触碰高温炉体,保障操作安全。
4.检测运行:实时监控,记录关键数据
炭黑含量测定仪运行期间,通过显示屏实时观察温度曲线与质量变化曲线。当温度升至设定终温并保温结束后,设备会自动停止加热,进入冷却阶段。此时需保持氮气持续通入,直至炉体温度降至100℃以下,避免残留炭黑被氧化。检测完成后,设备会自动计算炭黑含量(计算公式:炭黑含量%=(m₁-m₂)/(m₁-m₀)×100%,其中m₂为灼烧后残渣与坩埚总质量),记录检测数据与曲线图谱。
5.后续处理:清洁维护,延长设备寿命
待炉体冷却后,取出坩埚,清理残留残渣,用酒精擦拭坩埚表面,晾干后妥善存放。清洁炉腔内部,去除样品碎屑与灰尘,检查加热元件与传感器是否完好。关闭氮气钢瓶与设备电源,填写设备使用记录表,注明检测样品、参数与结果。定期对设备进行校准与维护,更换老化的密封件与加热元件,确保设备长期稳定运行。
