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碳黑分散性测试

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:碳黑分散性测试是评估碳黑颗粒在聚合物基体中分布均匀性的关键技术,核心检测对象包括团聚体尺寸、分布密度和分散等级。关键项目涵盖显微镜分散评级(如ASTM D2663)、粒径分布分析(D50值测定)、着色强度测试及流变特性变化。通过量化分散效果,确保材料力学性能、导电性和颜色稳定性达到应用要求,广泛应用于橡胶、塑料和涂料行业质量控制。

检测项目

分散等级评定:

  • 显微镜评级:分散等级1-10级(参照ASTMD2663)
  • 图像分析分散指数:DI值≥0.85,团聚体面积占比≤5%
粒径分析:
  • 粒度分布:D10≤100nm、D50=200nm±50nm、D90≤500nm
  • 团聚体大小:最大粒径≤5μm,平均团聚尺寸≤2μm
着色强度测试:
  • 黑度值:L值≤20,反射率≤5%
  • 颜色均匀性:ΔE≤1.5,色差容差±0.5
流变性能评估:
  • 粘度变化:η0减少≥20%,零剪切粘度测定
  • 储能模量:G'值差异≤10%,损耗因子tanδ≤0.1
导电性能测试:
  • 体积电阻率:ρv≤10^3Ω·cm,表面电阻Rs≤10^4Ω
  • 电导率变化:σ增加≥50%,载流子迁移率测定
机械性能影响:
  • 拉伸强度:TS≥20MPa,断裂伸长率EB≥300%
  • 冲击韧性:夏比冲击功≥15J,硬度变化≤5ShoreA
热稳定性分析:
  • 热失重:TGA残碳量≥95%,分解温度≥400°C
  • 热变形温度:HDT变化≤5°C,维卡软化点测试
表面特性:
  • 比表面积:BET≥100m²/g,孔体积≥0.5cm³/g
  • 表面能:接触角≤90°,润湿性评估
化学组成验证:
  • 碳含量:≥98wt%,灰分含量≤0.5%
  • 挥发分:≤1.0%,pH值7.0±0.5
环境稳定性:
  • 耐候性测试:UV暴露后ΔL≤2,耐黄变指数≥80
  • 耐化学性:溶剂浸泡后质量变化≤1%,耐酸碱性评估

检测范围

1.橡胶制品:轮胎胎面胶和密封圈,检测分散性对耐磨性和抗撕裂强度的影响。

2.塑料复合材料:PE/PP共混物和工程塑料,侧重导电性均匀性和机械强度保持。

3.油墨和涂料:印刷油墨及工业涂料,关注颜色均匀性、光泽度和附着性能。

4.电池电极材料:锂离子电池负极复合材料,检测导电网络分布对充放电效率的影响。

5.密封件和垫片:EPDM橡胶密封件,重点评估耐压缩永久变形和密封效能。

6.电线电缆护套:PVC绝缘材料,测试绝缘性能、耐老化性和机械耐久性。

7.汽车部件:挡泥板和内饰件,侧重抗冲击性、表面质量和尺寸稳定性。

8.包装薄膜:LDPE和BOPP薄膜,检测透明度、拉伸强度和热封性能。

9.特种橡胶制品:硅橡胶和氟橡胶,重点热稳定性、耐油性和回弹性能。

10.导电塑料:抗静电包装和电子外壳,测试电阻率控制和静电消散效率。

检测方法

国际标准:

  • ASTMD2663橡胶中碳黑分散的测试方法
  • ISO11345碳黑分散性评估快速方法
  • ASTMD3849碳黑粒径分布激光衍射法
  • ISO8780-1颜料和填料分散性评估通则
  • ASTMD2244颜色差异计算标准
国家标准:
  • GB/T3780.18炭黑在橡胶中分散性测定方法
  • GB/T19077粒度分布激光衍射法
  • GB/T11186塑料颜色测量方法
  • GB/T1040塑料拉伸性能试验方法
  • GB/T1689橡胶耐磨性测定
(方法差异说明:ASTMD2663使用显微镜评级,ISO11345提供快速半定量法;GB/T3780.18类似ASTM但样本制备温度要求更低。激光粒度标准GB/T19077与ASTMD3849在测量范围上一致,但报告格式不同。颜色测试GB/T11186参考ISO但光源条件有差异。)

检测设备

1.光学显微镜:LeicaDM2700M型(放大倍数1000x,分辨率0.2μm)

2.激光粒度分析仪:MalvernMastersizer3000型(测量范围0.01-3500μm,精度±1%)

3.流变仪:TAInstrumentsAR2000ex型(剪切速率范围0.01-1000s⁻¹,温控精度±0.1°C)

4.扫描电子显微镜:HitachiSU3500型(分辨率3.0nm,加速电压0.5-30kV)

5.色差仪:KonicaMinoltaCM-2600d型(d/8°几何结构,测量孔径8mm)

6.万能材料试验机:Instron3369型(载荷范围0.02-50kN,位移精度±0.5%)

7.热重分析仪:PerkinElmerTGA4000型(温度范围RT-1000°C,加热速率0.1-100°C/min)

8.电导率测试仪:Keithley6517B型(电阻范围10^6-10^16Ω,电压0-1000V)

9.UV老化试验箱:Q-LABQUV/spray型(UVA-340灯管,辐照度0.68W/m²)

10.比表面积分析仪:MicromeriticsASAP2460型(BET方法,孔径范围0.35-500nm)

11.混合机:BrabenderPlastograph型(扭矩测量范围0-200Nm,转速0-200rpm)

12.分散度测试仪:Byk-GardnerDispersionGrader型(评级尺度1-10级,自动图像分析)

13.旋转粘度计:BrookfieldDV2T型(转子类型适配,粘度范围1-2×10^7mPa·s)

14.傅里叶变换红外光谱仪:ThermoScientificNicoletiS50型(ATR附件,波数范围4000-400cm⁻¹)

15.X射线衍射仪:BrukerD8Advance型(CuKα辐射,角度范围5-90°2θ)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

碳黑分散性测试
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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