【炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)】8 月 16 日消息，聚烯烴管材在現(xiàn)代社會(huì)中扮演著不可或缺的角色，從居民樓的給排水管道到城市地下的市政管網(wǎng)，都能看到它的身影，如同維系系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的 "血管"，負(fù)責(zé)各類(lèi)流體的輸送。管材的使用壽命直接影響著工程的安全與穩(wěn)定，而炭黑作為一種關(guān)鍵添加劑，不僅為管材帶來(lái)黑色外觀，更在提升性能方面發(fā)揮著 "強(qiáng)化劑" 的作用。
當(dāng)炭黑在聚烯烴管材中的含量處于理想?yún)^(qū)間時(shí)，管材性能會(huì)得到全面提升。在耐候性上，它能有效抵御紫外線破壞，減緩老化;力學(xué)強(qiáng)度方面，可增強(qiáng)管材的抗拉性能，延長(zhǎng)使用周期;同時(shí)，還能優(yōu)化加工穩(wěn)定性，減少生產(chǎn)過(guò)程中的次品率，讓管材生產(chǎn)更順暢。
據(jù)炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)了解，炭黑含量并非越高越好。若含量過(guò)高，管材會(huì)變得脆弱，抗沖擊性能下降;含量過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致耐候性大幅減弱，縮短使用壽命。只有將炭黑含量控制在合理范圍內(nèi)，才能確保管材性能達(dá)到最佳狀態(tài)，維持其 "健康" 運(yùn)轉(zhuǎn)。
為保障聚烯烴管材質(zhì)量，準(zhǔn)確測(cè)定炭黑含量十分關(guān)鍵，GB/T 13021-2023《聚烯烴管材和管件 炭黑含量的測(cè)定 煅燒和熱解法》提供了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測(cè)方法，主要包括以下四種：
01 管式電爐法
取 3 份顆粒或制品試樣，在 23℃±2℃環(huán)境下調(diào)節(jié)至少 24 小時(shí)，每份稱(chēng)取約 1g。
管式電爐預(yù)熱至 550℃±50℃，通入流速為 200mL/min±20mL/min 的氮?dú)饧s 5 分鐘。
將樣品舟移至電爐中心，調(diào)節(jié)氮?dú)饬魉贋?100mL/min±10mL/min 熱解約 45 分鐘，隨后移至非加熱段放置 10 分鐘(保持相同氮?dú)饬魉?。
取出樣品舟，置于干燥器冷卻后，在 23℃±2℃下稱(chēng)量。
之后將樣品舟在 900℃±25℃下煅燒至炭黑完全消失，冷卻后同樣在 23℃±2℃下稱(chēng)量。
記錄試驗(yàn)過(guò)程，結(jié)果取 3 個(gè)試件炭黑含量的算術(shù)平均值。
02 箱式電阻爐法
測(cè)試前，試樣在 23℃±2℃下調(diào)節(jié)不少于 24 小時(shí)，同時(shí)按要求準(zhǔn)備坩堝。
箱式電阻爐預(yù)熱至 325℃±25℃，合上坩堝蓋放入爐中，以(10±1)℃/min~(15±1)℃/min 的速率升溫至 550℃±25℃，在此溫度下熱解 10min±0.5min，隨后以 15℃/min±1℃/min 的速率降溫至 325℃±25℃。
取出坩堝置于干燥器冷卻至 23℃±2℃后稱(chēng)量，30 分鐘后再次稱(chēng)量，若兩次質(zhì)量差超過(guò) 0.5mg，需重復(fù)操作至恒重。
打開(kāi)坩堝蓋，將坩堝與蓋一同放回爐中升溫至 900℃±25℃，煅燒 30min±5min，若炭黑未完全消失則繼續(xù)煅燒。
停止加熱，待爐溫降至 500℃以下，取出坩堝和蓋，冷卻至 23℃±2℃后稱(chēng)量，30 分鐘后再次稱(chēng)量，若質(zhì)量差超 0.5mg 則重復(fù)至恒重，最終通過(guò)公式計(jì)算結(jié)果。
03 微波馬弗爐法
微波馬弗爐預(yù)熱至 520℃±25℃，合上坩堝蓋放入爐內(nèi)，熱解 10min±0.5min。
取出后置于干燥器冷卻至 23℃±2℃稱(chēng)量，30 分鐘后再次稱(chēng)量，若質(zhì)量差超 0.5mg 則重復(fù)至恒重。
打開(kāi)坩堝蓋，將坩堝與蓋一同放入爐內(nèi)，升溫至 900℃±25℃煅燒 10min±1min，若炭黑未消失則繼續(xù)煅燒。
停止加熱，爐溫降至 500℃以下后，取出坩堝與蓋冷卻至 23℃±2℃稱(chēng)量，30 分鐘后再次稱(chēng)量，若質(zhì)量差超 0.5mg 則重復(fù)至恒重，最終通過(guò)公式計(jì)算結(jié)果。
04 熱重分析儀法
用切片機(jī)或刀片機(jī)從管材、管件或原料中切取 3 份試樣，放入坩堝。
將坩堝放入熱重分析儀，通入氮?dú)猓?10℃/min 或 20℃/min 的速率從室溫升溫至 800℃，恒溫 15 分鐘后，不冷卻的情況下切換為通入空氣或氧氣，以相同速率升溫至 900℃。
根據(jù)炭黑質(zhì)量損失測(cè)定含量，記錄數(shù)據(jù)，結(jié)果取 3 個(gè)試樣的算術(shù)平均值。
不同檢測(cè)方法各有特點(diǎn)：管式電爐法適用范圍廣、重現(xiàn)性好、操作規(guī)范，是試驗(yàn)室常用的傳統(tǒng)方法;箱式電阻爐法可多坩堝同時(shí)加熱，集中處理能力強(qiáng)，適合批量檢測(cè);微波馬弗爐加熱效率高、溫控精準(zhǔn)，節(jié)能高效，適用于對(duì)效率和能耗有要求的規(guī)模化場(chǎng)景;熱重分析法精度高、成分區(qū)分能力強(qiáng)，擅長(zhǎng)科研仲裁，適合分析含多種添加劑的復(fù)雜配方管材。在實(shí)際檢測(cè)中，需根據(jù)樣品特性、檢測(cè)目的和設(shè)備條件選擇合適方法，共同守護(hù)聚烯烴管材的 "健康密碼"。
