El medidor de dispersión de negro de carbono es una herramienta clave para evaluar el grado de dispersión de negro de carbono en caucho, plástico, recubrimientos y otros materiales. sus métodos de prueba se dividen principalmente en microscopía óptica y análisis de imágenes, combinados con software automatizado para lograr un análisis cuantitativo preciso. El siguiente es el análisis del proceso y método de prueba específico:
I. principios de las pruebas
Principio de dispersión óptica
Cuando las partículas de negro de carbono están suspendidas en el medio, el haz de luz se dispersa después de entrar en la muestra, y los cambios en el ángulo y la intensidad de la dispersión reflejan el tamaño y el Estado de dispersión de las partículas. El método de dispersión dinámica de la luz calcula la distribución del tamaño de las partículas midiendo la señal de luz dispersa; La Ley de enfoque común láser utiliza el enfoque del haz láser para extraer la información de dispersión de partículas para lograr una medición de tamaño de alta precisión.
Principios del análisis de imágenes
Las imágenes de la superficie de la muestra se capturan a través de cámaras de alta resolución, se utiliza un software de procesamiento de imágenes para identificar el contorno del agregado de negro de carbono, calcular su área, forma y parámetros de distribución, y evaluar la dispersión. Este método combina la amplificación del microscopio con el análisis digital para cuantificar el Estado de dispersión.
II. pasos de prueba
1. preparación de muestras
Muestreo: cortar trozos pequeños de materiales a probar (como caucho y plástico) para garantizar que las muestras sean representativas.
Preprocesamiento:
Muestra de caucho: cortada en láminas para exponer el plano en el que se encuentran las partículas de negro de carbono.
Muestra de plástico: presionar en película o láminas para garantizar una superficie plana.
Medio líquido: si es necesario probar la dispersión del negro de carbono en el disolvente, disuelva el negro de carbono en agua, cetona o alcohol propano, revuelva completamente hasta que se disperse uniformemente y se eliminen las burbujas.
2. configuración del instrumento
Conexión y calibración:
Conecte el microscopio, la Cámara o la Cámara industrial a la computadora e instale el controlador y el software de análisis de imágenes.
Utilice una regla de longitud estándar y una placa estándar de área para calibrar el sistema de medición y verificar la precisión.
Ajuste de parámetros:
Establecer la ampliación del microscopio (como 100 ×, 400 ×), la intensidad de la luz, el contraste.
El modo de prueba se selecciona de acuerdo con las características de la muestra (como el modo especial de tuberías de poliolefina, cables eléctricos).
3. adquisición de imágenes
Colocación de la muestra: coloque la muestra pretratada en la Mesa de carga y ajuste la posición al Centro del campo de visión.
Enfoque y fotografía: a través del enfoque grueso del microscopio y la perilla de enfoque fino, la imagen es clara; Utilice una cámara para capturar imágenes de distribución de partículas de negro de carbono y guardarlas como archivos digitales.
4. análisis de imágenes
Procesamiento de software:
Ejecutar el software de análisis de imágenes para identificar automáticamente el contorno del agregado de negro de carbono y calcular el tamaño de las partículas, el área, la uniformidad de distribución y otros parámetros.
Admite la corrección manual del tamaño de las partículas con límites inexistentes o la revocación de las mediciones mal juzgadas.
Salida de datos:
Generar informes de dispersión, incluidos mapas de distribución de tamaño agregado, mapas de comparación de muestras estándar, etc.
El formato del informe se puede personalizar y cumple con los requisitos de diferentes estándares (como GB / t18251, iso18553).
5. evaluación de los resultados
Calificación cuantitativa: según los resultados del análisis, se evalúa si la dispersión del negro de carbono cumple con los estándares (por ejemplo, el nivel de dispersión es de 1 - 5, y el nivel 1 es el mejor).
Optimización del proceso: combinar datos de dispersión, ajustar los parámetros del proceso de mezcla (como temperatura, tiempo, fuerza de corte) y mejorar la calidad del producto.
III. comparación de los métodos de prueba
métodoPrincipioVentajas局限性
Método de microscopía ópticaObservación directa de la distribución de partículas de negro de carbonoOperación simple, bajo costo, adecuado para la detección rápidaDependiendo de la experiencia artificial, la subjetividad es fuerte
Método de análisis de imágenesCombinado con microscopía y procesamiento digital de imágenesFuerte objetividad, resultados precisos y calificación cuantificableSe necesita software profesional, que requiere una alta planitud de la muestra.
Método dinámico de dispersión de la luzMedir los cambios en la señal de luz dispersaAdecuado para medios líquidos, sin necesidad de hacer muestrasNo se puede observar directamente la morfología de las partículas
Método de confocalización láserExtracción de información dispersa con enfoque de haz láserAlta resolución y observación de partículas nanométricasEl equipo es caro y la operación es complicada.
IV. escenarios de aplicación
Industria del caucho: en la producción de neumáticos y sellos, la dispersión del negro de carbono afecta las propiedades mecánicas y la durabilidad.
Industria plástica: optimizar el diseño de la fórmula de dispersión de negro de carbono en tuberías y placas para mejorar las propiedades mecánicas y la resistencia a la intemperie.
Recubrimientos y tintas: asegúrese de que el negro de carbono se disperse uniformemente y mejore la cobertura, el brillo y la estabilidad del recubrimiento.
Campo de la investigación científica: proporcionar soporte de datos experimentales para la investigación y el desarrollo de nuevos materiales y procesos.
V. precauciones
Representatividad de la muestra: asegúrese de que el muestreo sea uniforme y evite desviaciones locales de concentración.
Calibración del instrumento: verificar regularmente la precisión del sistema de medición con muestras estándar.
Control ambiental: evite que la interferencia de la luz y las fluctuaciones de temperatura y humedad afecten los resultados de la prueba.
Operación del software: familiarizado con las funciones del software de análisis de imágenes, configuración razonable de parámetros para reducir errores.