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炭黑的吸油值測(cè)試

更新時(shí)間:2025-02-11點(diǎn)擊次數(shù):489

測(cè)試目的

  • 炭黑吸油值反映了炭黑聚集體的孔隙體積和表面性質(zhì)。通過(guò)測(cè)試吸油值,可以了解炭黑的結(jié)構(gòu)形態(tài)、比表面積等特性,這些特性直接影響炭黑在橡膠、塑料、油墨等領(lǐng)域的應(yīng)用性能。
  • 在橡膠工業(yè)中,吸油值與炭黑的補(bǔ)強(qiáng)性能密切相關(guān),較高吸油值的炭黑通常能賦予橡膠更好的強(qiáng)度、耐磨性等性能。在油墨和涂料中,吸油值影響著產(chǎn)品的流變性能和干燥速度等。

測(cè)試方法

  • 鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收法
    • 原理:基于炭黑表面的孔隙和活性位點(diǎn)對(duì) DBP 分子的吸附和填充作用。在一定條件下,將 DBP 逐滴加入到已知量的炭黑樣品中,DBP 會(huì)逐漸被炭黑吸收,當(dāng)炭黑顆粒表面的孔隙和活性位點(diǎn)被 DBP 飽和填充后,繼續(xù)滴加 DBP 會(huì)使體系的粘度急劇增加,通過(guò)測(cè)量達(dá)到這一轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)所消耗的 DBP 體積,計(jì)算出炭黑的吸油值。
    • 操作步驟:稱取一定量的炭黑樣品,置于專用的燒杯或容器中,將 DBP 通過(guò)滴定管或自動(dòng)滴加裝置緩慢滴加到炭黑樣品中,同時(shí)用機(jī)械攪拌器或玻璃棒不斷攪拌,使 DBP 與炭黑充分接觸和混合。在滴加過(guò)程中,觀察體系的狀態(tài)變化,當(dāng)體系從自由流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘肓黧w狀且剛好出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚或結(jié)塊現(xiàn)象時(shí),停止滴加 DBP,記錄所消耗的 DBP 體積。根據(jù)公式計(jì)算吸油值,通常以每 100 克炭黑吸收 DBP 的體積(毫升)來(lái)表示。

  • 儀器法

    • 原理:利用吸油值測(cè)試儀,如上文提到的基于扭矩測(cè)量法或容積法測(cè)量的儀器。以扭矩測(cè)量法為例,儀器在向炭黑樣品中添加 DBP 的過(guò)程中,實(shí)時(shí)測(cè)量攪拌槳所受到的扭矩,當(dāng)炭黑吸收 DBP 達(dá)到飽和時(shí),扭矩會(huì)出現(xiàn)明顯的變化,儀器根據(jù)這一變化自動(dòng)判斷并停止添加 DBP,進(jìn)而計(jì)算出吸油值。

    • 操作步驟:將適量的炭黑樣品放入儀器的測(cè)試容器中,設(shè)置好儀器的參數(shù),如滴油速度、攪拌速度等。啟動(dòng)儀器,儀器自動(dòng)完成 DBP 的添加、攪拌、扭矩測(cè)量等過(guò)程,最終直接顯示出炭黑的吸油值。


測(cè)試影響因素

樣品的預(yù)處理:炭黑樣品的粒度分布、水分含量等會(huì)影響吸油值測(cè)試結(jié)果。例如,水分會(huì)占據(jù)炭黑表面的部分活性位點(diǎn),導(dǎo)致吸油值偏低。因此,通常需要對(duì)炭黑樣品進(jìn)行干燥處理,以去除水分等雜質(zhì)。
測(cè)試環(huán)境:環(huán)境溫度和濕度對(duì)測(cè)試結(jié)果有一定影響。溫度升高,DBP 的粘度降低,可能導(dǎo)致炭黑對(duì) DBP 的吸收速度加快,吸油值測(cè)量結(jié)果偏高;濕度較大時(shí),炭黑表面可能吸附空氣中的水分,影響測(cè)試結(jié)果。一般要求測(cè)試在恒溫恒濕的環(huán)境下進(jìn)行。
操作過(guò)程:滴加 DBP 的速度、攪拌的強(qiáng)度和時(shí)間等操作因素也會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。滴加速度過(guò)快,可能導(dǎo)致 DBP 不能充分被炭黑吸收,使吸油值測(cè)量結(jié)果偏低;攪拌不充分,會(huì)使 DBP 與炭黑混合不均勻,也會(huì)影響測(cè)試的準(zhǔn)確性。
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