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顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀-自由樹脂顆粒強(qiáng)度的測(cè)定方案
方案編號(hào):HM-KD-005
適用儀器:HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀(全型號(hào)通用)
發(fā)布日期:2026年7月2日
1 前言
自由樹脂屬于典型的塑性顆粒。與脆性顆粒受壓后直接破碎不同,塑性顆粒在受力過程中先發(fā)生顯著形變,隨著壓力持續(xù)增加,顆粒逐漸被壓扁、變形,最終可能破裂,但其力學(xué)響應(yīng)行為以形變?yōu)橹鲗?dǎo)。因此,自由樹脂的顆粒強(qiáng)度測(cè)定需要采用塑性顆粒檢測(cè)模式,該模式能夠記錄顆粒在壓縮過程中的最大壓力值及形變特征,全面反映材料的抗壓性能。
本方案基于HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)體系,依據(jù)GB/T 44750-2024通用顆粒強(qiáng)度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合自由樹脂的塑性顆粒特性,詳細(xì)規(guī)定了樣品選取、測(cè)定步驟及結(jié)果計(jì)算方法,確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠,滿足產(chǎn)品質(zhì)量控制與合規(guī)性評(píng)價(jià)需求。本方法適用于各類熱塑性樹脂顆粒、熱固性樹脂顆粒、3D打印耗材顆粒、精密鑄造模料顆粒等自由樹脂及相關(guān)高分子顆粒材料的強(qiáng)度檢測(cè),滿足材料生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量控制、加工企業(yè)來料檢驗(yàn)、研發(fā)機(jī)構(gòu)材料性能評(píng)價(jià)等應(yīng)用場(chǎng)景。
2 儀器與試劑
2.1 儀器
HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀(全型號(hào)通用);標(biāo)準(zhǔn)分樣篩(根據(jù)樹脂顆粒粒徑配備相應(yīng)規(guī)格);鑷子等。
圖1:HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀外觀圖
2.2 耗材與輔助用品
自由樹脂顆粒;無水乙醇(分析純);無塵軟毛刷。
3 實(shí)驗(yàn)方法
3.1 樣品準(zhǔn)備
取樣:按照GB/T 41948《顆粒表征 樣品準(zhǔn)備》的規(guī)定進(jìn)行取樣。從批量產(chǎn)品中隨機(jī)采集具有代表性的自由樹脂樣品,取樣量應(yīng)足夠完成全部測(cè)試。
篩分等級(jí):
根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的粒度范圍,使用對(duì)應(yīng)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)樣品進(jìn)行篩分。常見的自由樹脂顆粒粒度分級(jí)如下:
? 細(xì)顆粒樹脂:粒徑d < 2.00 mm
? 中顆粒樹脂:2.00 mm ≤ d <5.00 mm
? 粗顆粒樹脂:d ≥ 5.00 mm
篩分后選取目標(biāo)粒度區(qū)間的完整顆粒備用。
樣品挑選:用鑷子從篩分后的樣品中隨機(jī)選取30粒完整、表面無明顯缺陷的自由樹脂顆粒。
注:同一類型的樣品應(yīng)選擇20 ~ 60個(gè)顆粒進(jìn)行測(cè)量。建議每批次檢測(cè)選取30粒,以兼顧檢測(cè)效率與統(tǒng)計(jì)代表性。對(duì)于尺寸較大的樹脂顆粒,可適當(dāng)減少測(cè)試粒數(shù),但不少于20粒。
3.2 樣品測(cè)試步驟
開機(jī)自檢:開啟儀器電源,選擇顆粒類型(自由樹脂屬于塑性顆粒),儀器自動(dòng)完成整機(jī)自檢。壓桿自動(dòng)升降歸零,自檢完成后,界面顯示“待檢測(cè)"。
模式選擇:根據(jù)自由樹脂顆粒的形狀選擇對(duì)應(yīng)的檢測(cè)界面(球形顆粒或柱形顆粒),清空歷史測(cè)試數(shù)據(jù)。
樣品放置:用鑷子夾取1顆自由樹脂顆粒平穩(wěn)放置于樣品托盤中心區(qū)域,保證顆粒居中無傾斜。
啟動(dòng)測(cè)試:點(diǎn)擊“開始"進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于塑性顆粒,壓桿勻速向下運(yùn)動(dòng),接觸樣品后將繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)對(duì)樣品進(jìn)行一定壓縮,記錄壓縮過程中的最大壓力值。
數(shù)據(jù)采集:儀器持續(xù)實(shí)時(shí)采集壓力數(shù)值,自由樹脂顆粒在受壓過程中先發(fā)生形變,隨著壓桿繼續(xù)下壓,壓力逐漸增大。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的壓縮條件或顆粒發(fā)生破裂時(shí),設(shè)備自動(dòng)記錄壓縮過程中的最大壓力值,壓桿自動(dòng)回升至初始位置,單次測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)存入系統(tǒng)。
清理托盤:?jiǎn)未螠y(cè)試完成后,用毛刷清掃托盤內(nèi)樹脂碎屑及殘余物,再進(jìn)行下一粒測(cè)試。
平行測(cè)試:每組連續(xù)有效測(cè)試15粒,中途若顆粒打滑或出現(xiàn)異常,點(diǎn)擊“停止"舍棄本次數(shù)據(jù),重新檢測(cè)。
測(cè)試原理說明:塑性顆粒在抗壓強(qiáng)度測(cè)量過程中,顆粒所受的最大壓力值需結(jié)合顆粒在測(cè)量過程中受力的大小和顆粒的相對(duì)形變量判斷。儀器自動(dòng)識(shí)別并記錄壓縮全過程中的最大壓力值作為該顆粒的強(qiáng)度指標(biāo)。
3.3 儀器操作說明
顆粒類型選擇:開機(jī)主界面選擇“塑性顆粒"(自由樹脂屬于塑性顆粒)。
形狀選擇:根據(jù)顆粒實(shí)際形狀選擇球形或柱形檢測(cè)界面
清零:如儀器不顯示“0",點(diǎn)擊“清零"按鍵。
查看數(shù)據(jù):點(diǎn)擊“查看"進(jìn)入查看界面,可存儲(chǔ)15次測(cè)試數(shù)據(jù),保存平均值及變異系數(shù)。
打印:點(diǎn)擊“打印"打印本輪測(cè)試數(shù)據(jù)。
清空:點(diǎn)擊“清空"清空本輪測(cè)試數(shù)據(jù)粒。
圖2:樣品篩分與測(cè)試過程
4 結(jié)果與討論
4.1 結(jié)果統(tǒng)計(jì)
儀器自動(dòng)存儲(chǔ)15組單粒顆粒破碎壓力值,自動(dòng)計(jì)算:
單粒顆粒強(qiáng)度:破碎瞬間最大壓力,單位N;
批次平均顆粒強(qiáng)度:15組數(shù)據(jù)算術(shù)平均值,單位N;
變異系數(shù)Cv:反應(yīng)自由樹脂顆粒強(qiáng)度均勻性,用于評(píng)價(jià)造粒工藝穩(wěn)定性。
無需額外換算公式,直接以儀器輸出平均壓力作為最終檢測(cè)結(jié)果。
4.2 測(cè)試結(jié)果
樣品編號(hào) | 粒徑規(guī)格(mm) | 測(cè)試粒數(shù) | 平均抗壓強(qiáng)度(N) | 變異系數(shù)(Cv) |
|---|---|---|---|---|
自由樹脂-1 | 3.0 ~ 5.0 | 15 | 169.61 | 0.08 |
自由樹脂-2 | 3.0 ~ 5.0 | 15 | 171.31 | 0.05 |
圖3:顆粒強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)圖
4.3 精密度
變異系數(shù)越小,說明顆粒均勻性越好。顆粒的形狀、大小及制備工藝的一致性會(huì)影響顆粒的顆粒強(qiáng)度結(jié)果。
5 方案特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
5.1 HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀優(yōu)勢(shì)
全型號(hào)適用:KD1-KD3均可執(zhí)行本方案,操作方法一致。
操作簡(jiǎn)便:觸摸交互界面,參數(shù)一鍵設(shè)定,自動(dòng)計(jì)算并支持打印。
自動(dòng)化程度高:設(shè)有自動(dòng)超壓保護(hù)裝置,防止超大硬度顆粒損傷傳感器。
高分辨率:0.01N高分辨率,精準(zhǔn)區(qū)分不同造粒工藝氮磷鉀肥強(qiáng)度微小差異,便于工藝優(yōu)化。
5.2 方案適用性
樣品類型:熱塑性樹脂顆粒、熱固性樹脂顆粒、環(huán)氧樹脂顆粒、聚氨酯樹脂顆粒等各類自由樹脂及相關(guān)高分子顆粒材料。
檢測(cè)范圍:顆粒直徑0.2 ~ 25 mm、0.5 ~ 25 mm。
高效穩(wěn)定:?jiǎn)蝹€(gè)樣品檢測(cè)時(shí)間短,重復(fù)性好,滿足批量檢測(cè)需求。
5.3 質(zhì)量控制要點(diǎn)
環(huán)境要求:工作環(huán)境溫度10 ~ 30℃,相對(duì)濕度≤ 70%的條件下使用。
樣品代表性:確保選取的顆粒具有代表性,能真實(shí)反映該批次樣品的整體質(zhì)量狀況。
篩分規(guī)范:根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的粒度范圍進(jìn)行篩分,確保測(cè)試顆粒的粒徑符合要求。
操作規(guī)范:測(cè)試過程中應(yīng)保持儀器清潔干燥,檢測(cè)完成后使用毛刷清理碎屑。
定期校準(zhǔn):定期使用砝碼校準(zhǔn)力值,保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。
6 結(jié)論
本方案依據(jù)《GB/T 44750-2024 顆粒 抗壓強(qiáng)度的測(cè)量》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合HM-KD系列顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀的塑性顆粒檢測(cè)模式,提供了標(biāo)準(zhǔn)化的自由樹脂顆粒強(qiáng)度測(cè)定方法。該方法針對(duì)自由樹脂的塑性變形特性,采用塑性顆粒專用測(cè)試模式,能夠準(zhǔn)確記錄顆粒在壓縮全過程中的最大壓力值,操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高、結(jié)果準(zhǔn)確可靠。本方法可有效評(píng)價(jià)自由樹脂顆粒在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和加工過程中的抗壓能力及形變特性,適用于材料生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量控制、加工企業(yè)來料檢驗(yàn)、研發(fā)機(jī)構(gòu)材料性能評(píng)價(jià)等應(yīng)用場(chǎng)景。
7 參考文獻(xiàn)
[1] GB/T 44750-2024 顆粒 抗壓強(qiáng)度的測(cè)量[S].
[2] GB/T 1041-2008 塑料 壓縮性能的測(cè)定[S].
[3] GB/T 41948 顆粒表征 樣品準(zhǔn)備[S].
山東恒美電子科技有限公司 應(yīng)用研究部
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