در ساخت محصولات و اقلام پلاستیکی(اسپیسر پلاستیکی) برای صنایع مختلف، علاوه بر پلیمر و پلاستیک آسیابی از مواد افزودنی پرکننده نیز بهره می برند. با توجه به گسترش استفاده از این محصولات، اندازه گیری میزان مواد پرکننده بسیار مهم است. از آزمایش خاکستر برای تعیین این که آیا در پلاستیک مواد پرکننده وجود دارند یا خیر، استفاده می کنند. تعیین مقدار فیلر و خاکستر برای برخی کاربردها نظیر بهداشتی و ظروف یکبار مصرف، اهمیت زیادی دارد. این آزمایش کل محتوا پرکننده را نشان می دهد. بنابراین در محصولات حاوی چندین نوع پرکننده، بدون انجام آزمایشات بیشتر، نمی توان درصد هر ماده را تعیین کرد. همچنین تست درصد خاکستر (ash content)، درصد فیبر کربن یا کربن سیاه را نیز مشخص نمی کند. زیرا کربن در طول آزمایش خاکستر می سوزد. به کمک این تست می توان واکنش یک محصول در طول چرخه زندگی خود و در مواجه با دما معمولی را پیش بینی کرد.
پلاستیک آسیابی و کاربردهای آن چیست؟
آسیاب کردن یک فرآیند پرکاربرد در صنعت پردازش پلاستیک است. این تکنیک برای انواع پلاستیک مناسب می باشد. در طی فرآیند آسیاب، تمامی قطعات و سوراخ ها و شکاف ها آن ها به ورق ها کوچکی تبدیل می شوند. محصولات پلاستیک به طور عمده پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا هستند. جهت بهبود عملکرد و کاهش هزینه ها ممکن است، افزودنی هایی نیز در آن ها وجود داشته باشند. پلیمرها را اغلب با پرکننده ها معدنی ترکیب می کنند. این امر به منظور افزایش خواص مکانیکی پلاستیک یا رنگرزی آن صورت می گیرد. تست درصد خاکستر (ash content) نمونه های پلاستیکی، برای تعیین محتوای معدنی انجام می شود. بنابراین آنالیز این ماده، جهت ارزیابی کیفیت محصول بسیار حائز اهمیت است. در ادامه به توضیحات بیشتر در مورد آزمایش تعیین درصد خاکستر می پردازیم.
روش تست درصد خاکستر
روش تست درصد خاکستر در ترموپلاستیک ها مطابق استاندارد «ASTM D5630-94» می باشد. این شیوه محدود به آن دسته از مواد (از جمله شیشه) است، که تا 900 درجه سانتی گراد پایدار هستند. در این آزمایش مقدار مشخصی از نمونه پلیمر را برداشت می کنند. سپس آن را در بوته آهنگری خشک و مخصوصی که از قبل وزن آن اندازه گیری شده، قرار می دهند. پلیمر را در دما بیش از 500 درجه سانتی گراد و فشار برابر با اتمسفر، می سوزانند. پس از آن که بوته آهنگری سرد شد و به دما اتاق رسید، دوباره آن را وزن می کنند. مقدار خاکستر باقی مانده در این ظرف، به عنوان فیلر در نظر گرفته می شود. چنانچه میزان این مواد کمتر از 1% باشد، دیگر نمی توان آن را مواد پرکننده به حساب آورد. بلکه نتیجه افزودنی هایی است که نسوخته اند. در نهایت جهت آنالیز خاکستر اقدام می نمایند.
نحوه محاسبه داده ها
در ادامه به نحوه انجام محاسبات و اندازه گیری ها می پردازیم:
تعیین مقدار درصد خاکستر
نتیجه آزمون خاکستر را به صورت درصد بیان می کنند. همان طور که اشاره شد، در نتیجه این آزمایش میزان کل خاکستر به دست می آید.
مقدار درصد خاکستر= (وزن خاکستر تقسیم بر وزن نمونه اولیه) × 100
اندازه نمونه
به طور معمول برای این آزمایش از شش گرم نمونه استفاده می کنند. این مقدار نمونه در سه ظرف مخصوص توزیع می شود. بدین ترتیب در هر ظرف دو گرم نمونه قرار می گیرد. اگرچه امکان آزمایش نمونه ها کوچک تر نیز وجود دارد. اما با کاهش اندازه نمونه، دقت اندازه گیری نیز کاهش می یابد. بر همین اساس اغلب میانگین سه نمونه را گزارش می دهند.
تماس با ما جهت مشاوره رایگان و استعلام قیمت
شناسایی فیلر
در یک بررسی نوری بزرگنمایی شده، ترکیب خاکستر باقی مانده، مشخص می شود. خاکستر می تواند شیشه ای، معدنی یا ترکیبی از هر دو باشد. اگر ماده باقی مانده حاوی فیلر معدنی باشد، آنالیز FTIR در شناسایی بهتر نوع ماده معدنی موثر است. دو تکنیک اساسی برای تعیین باقی مانده معدنی عبارتند از:
- تکنیک Muffle-Furnace: برای نمونه ها 5 تا 50 گرمی مناسب است. نمونه ها پیش از این که در کوره صدا خفه کن به خاکستر تبدیل شوند، شعله ور می گردند.
- تکنیک Rapid-Ash Muffle-Furnace: برای نمونه ها 5 الی 50 گرم کاربرد دارد. نمونه ها را آتش زده و در یک کوره صدا خفه کن، به خاکستر مبدل می کنند.
تحلیل نمونه های کوچک تر
چنانچه نمونه ها بسیار کوچک باشند، برای تعیین محتوا فیلر می توان از روش TGA (تجزیه و تحلیل حرارتی) به عنوان رویکردی جایگزین کمک گرفت.
تست نمونه های ناشناخته
برای نمونه ها ناشناخته و در شرایطی که همجوشی بخش ها معدنی نگران کننده است، روش تست « D 2584» توصیه می شود. شایان ذکر است، پلیمرها فلوئوردار و پلیمرها حاوی اجزاء هالوژنه در این روش ها گنجانده نشده اند.
تجهیزات مورد نیاز برای انجام تست درصد خاکستر
تجهیزات مورد نیاز برای انجام تست درصد خاکستر (Ash content) شامل:
1. تجهیزات اولیه برای خاکستر کردن مواد
در متداول ترین و ابتدایی ترین شکل آزمایش درصد خاکستر، از بوته آهنگری و کوره استفاده می کنند. وزن ها قبل و بعد از گرم شدن نمونه برای تعیین درصد وزن خاکستر ثبت می شوند. مزیت این روش امکان آزمایش نمونه های بزرگ تر و کاهش خطا ناشی از ناهمگونی نمونه می باشد. به طور کلی استفاده از نمونه ی پلاستیکی به صورت پودری یا گلوله، فرآیند خاکستر شدن را کارآمدتر می کند. بر همین اساس پلاستیک آسیابی گزینه مناسبی برای تست محسوب می گردد.
2. ابزارهای وزن کردن نمونه
TGA ابزاری است که برای اندازه گیری وزن نمونه به کار می رود. این ابزار، به آسانی و با دقت بالا به دما مورد نیاز برای پیرولیز کردن کامل محتوا آلی می رسد. TGA به طور گسترده ای در دسترس صنایع و تحقیقات بوده و تست درصد خاکستر (ash content) را تسهیل می کند. این وسیله اغلب به نمونه بردارها خودکار مجهز می باشد. همچنین داده ها را به شکل الکترونیکی ثبت می نماید. بدین ترتیب امکان جمع آوری آسان داده ها مربوط به خاکستر را با بازدهی بالا و در لحظه فراهم می آورد. اگرچه در این روش اغلب فقط نمونه ها کوچک را می توان بررسی کرد. با این حال این موضوع برای مواد همگن مشکلی ایجاد نکرده و با تکرار آزمایشات می توان درصد خطا را نیز کاهش داد.
تماس با ما جهت مشاوره رایگان و استعلام قیمت
جمع بندی…
در این مقاله در مورد اینکه تست درصد خاکستر چیست و چه کاربردهایی دارد برای شما مطالب مفیدی را ارائه دادیم. همچنین توضیح دادیم که روش آزمون تست درصد خاکستر (Ash content ) به چه صورتی انجام می شود و برای انجام آن چه تجهیزاتی مورد نیاز است.
« سوالات متداول »
تست درصد خاکستر چیست؟
روش تست درصد خاکستر در ترموپلاستیک ها مطابق استاندارد «ASTM D5630-94» می باشد. این شیوه محدود به آن دسته از مواد (از جمله شیشه) است، که تا 900 درجه سانتی گراد پایدار هستند. در این آزمایش مقدار مشخصی از نمونه پلیمر را برداشت می کنند.
برای انجام تست درصد خاکستر چه تجهیزاتی نیاز است؟
تجهیزات اولیه برای خاکستر کردن مواد،ابزارهای وزن کردن نمونه که در مقاله در مورد هر کدام به صورت کامل توضیح می دهیم.
پلیمر پلاست زینلی | Polymer Plast Zeinali
بدون دیدگاه