Probador de densidad real del método de desplazamiento de gas para la densidad real de microesferas expandibles

Las microesferas expandibles, pequeñas esferas termoplásticas encapsuladas con gas, constan de una cubierta de polímero termoplástico y un gas alcano líquido encapsulado. Cuando las microesferas se calientan, la cubierta se ablanda y la presión del aire interno aumenta dramáticamente, lo que hace que las microesferas se expandan dramáticamente hasta 60 veces su volumen original, dándoles la doble función de un relleno liviano y un agente espumante. Como relleno liviano, las microesferas expandibles pueden reducir en gran medida el peso de productos con muy baja densidad, y su medición de densidad es muy importante.

 

Figura 1 Microesferas expandibles

 

1.  Principio del probador de densidad real de la serie EASY-G 1330

El probador de densidad real de la serie EASY-G 1330 se basa en el principio de Arquímedes, utilizando gas de pequeño diámetro molecular como sonda y la ecuación de estado del gas ideal PV=nRT para calcular el volumen de gas descargado del material en determinadas condiciones de temperatura y presión. para determinar la verdadera densidad del material. El gas de diámetro molecular pequeño se puede utilizar como nitrógeno o helio, porque el helio tiene el diámetro molecular más pequeño y es un gas inerte estable, que no es fácil de reaccionar con la muestra mediante adsorción, por lo que generalmente se recomienda el helio como gas de reemplazo.

 

2.  Ventajas del probador de densidad real de la serie EASY-G 1330

El probador de densidad real de la serie EASY-G 1330 utiliza gas como sonda, lo que no dañará la muestra de prueba y la muestra se puede reciclar directamente; y en el proceso de prueba, el gas no reaccionará con la muestra y no provocará corrosión en el equipo, por lo que el factor de seguridad del proceso de uso es alto; Además, el gas tiene las características de fácil difusión, buena permeabilidad y buena estabilidad, lo que puede penetrar en los poros internos del material más rápidamente y hacer que los resultados de la prueba sean más precisos.

 

Procedimiento experimental

 

①Calentamiento: abra la válvula principal del cilindro y la mesa reductora de presión, encienda el interruptor de encendido al menos media hora antes, presión de salida de la mesa reductora de presión de gas: 0,4 ± 0,02 MPa;

 

②Calibración del instrumento: antes de que comience el experimento, calibre el instrumento con bolas de acero estándar para garantizar que el volumen de bolas de acero probadas en todas las tuberías del equipo esté dentro del valor estándar antes de comenzar el experimento;

 

③Determinación del volumen del tubo de muestra: instale el tubo de muestra vacío en la cavidad del instrumento y apriételo, configure el software, determine el volumen del tubo de muestra y registre el volumen del tubo de muestra correspondiente al final del experimento;

 

④Pesaje de la muestra: Para reducir el error de prueba, es necesario pesar tantas muestras como sea posible, cada prueba debe pesar la muestra hasta aproximadamente 3/4 del volumen del tubo de muestra, pesar la masa del tubo vacío M1, agregar la muestra y pesar M2 para calcular la masa de la muestra;

 

⑤Procesamiento de muestras: No todas las muestras fueron pretratadas para lograr coherencia con las condiciones de control de calidad de producción;

 

⑥Determinación de la densidad real: instale el tubo de muestra pesado en el instrumento, configure los parámetros de determinación de la densidad real en el software y vea los resultados de la densidad real en el software después del experimento.

 

Resultados del experimento y discusión

El gas de reemplazo del probador de densidad real de la serie EASY-G 1330 se puede elegir entre nitrógeno o helio, y los experimentos se realizaron con dos gases de reemplazo respectivamente. Los resultados fueron estables y dentro del valor teórico. Los detalles son los siguientes.

①Resultados de la prueba de helio

Los resultados de densidad real de las microesferas Expancel DE probadas con helio como gas de reemplazo se muestran en la Figura 2.

Nombre de muestra: 461DET40d25

Modo de prueba: modo sin bomba de vacío para medición

Gas de desplazamiento: helio

Método de prueba: prueba de presión fija

masa de muestra: volumen de muestra de aproximadamente 3/4 del tubo de muestra

Pretratamiento de la muestra: no tratado

 

Figura 2 Informe de prueba de densidad real del helio como gas de reemplazo

 

A partir de los resultados de la prueba, se encontró que el valor de la presión de equilibrio aumentó con el aumento del punto experimental y el valor de densidad verdadera del punto único también aumentó, probablemente porque las pequeñas moléculas de helio destruyeron los poros dentro de la muestra, lo que llevó a un aumento. del verdadero valor de densidad, mucho más allá de su valor teórico;

 

②Resultados de la prueba de nitrógeno

Se analizaron las mismas muestras de microesferas de Expancel DE para determinar la densidad real utilizando nitrógeno como gas de reemplazo, y los resultados se muestran en la Figura 3.

 

Nombre de muestra: 461DET40d25

Modo de prueba: modo sin bomba de vacío para medición

Gas de desplazamiento: nitrógeno

Método de prueba: prueba de presión fija

Calidad de la muestra: volumen de muestra de aproximadamente 3/4 del tubo de muestra

Pretratamiento de la muestra: no tratado

 

Figura 3 Informe de prueba de densidad real del nitrógeno como gas de reemplazo

 

A partir de los resultados de la prueba, se encontró que el valor de la presión de equilibrio era estable y el valor de densidad verdadera de un solo punto era estable y cambiaba en el cuarto decimal, y los resultados de la prueba eran consistentes con el valor teórico de esta muestra. Los resultados de la prueba están de acuerdo con el valor teórico de esta muestra. La razón del gran valor del helio aún debe investigarse más a fondo.

 

 

A través de los experimentos anteriores, se puede ver que la densidad real de las microesferas expandibles se puede medir con precisión utilizando nitrógeno como gas de reemplazo. El probador de densidad real de la serie EASY-G 1330 de CIQTEK puede probar la densidad real de tres microesferas expandibles en paralelo o alternativamente, lo que mejora en gran medida la eficiencia de las pruebas de materiales y puede usarse ampliamente para la inspección rápida de la calidad de productos en líneas de producción industrial.