ما هي نقطة التسيل؟
يمكن للمنتجات الاصطناعية والطبيعية أن تخفف تدريجياً من ارتفاع درجات الحرارة وتذوب خلال فترة درجة حرارة كبيرة نسبيًا. بشكل عام ، يعد اختبار نقطة التنقيط أحد الطرق القليلة التي يمكن تحقيقها بسهولة والمتاحة للتوصيف الحراري للمواد مثل الدهون والشحوم والشموع والزيوت.
تعريف نقطة الإسقاط: نقطة الإسقاط (DP) هي خاصية مميزة للمادة. يتم تسخين العينات حتى تتحول من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. نقطة التنقيط هي درجة الحرارة التي تترسب عندها أول قطرة من مادة منصهرة من كوب معياري بفتحة محددة تحت ظروف اختبار محكومة في الفرن.
نقطة الإسقاط هي حدث يحدث فجأة ، حيث يتم تسريع الانخفاض المسال بواسطة الجاذبية أثناء هروبه من الكأس.
شكل توضيحي: كوب ذو نقطة تسيل مع فتحة 2.8 مم تحتوي على عينة في الفرن
ما هي نقطة التليين؟
يمكن للمنتجات الاصطناعية والطبيعية أن تخفف تدريجياً من ارتفاع درجات الحرارة وتذوب خلال فترة درجة حرارة كبيرة نسبيًا. بشكل عام ، يعد اختبار نقطة التليين أحد الطرق القليلة التي يمكن تحقيقها بسهولة والمتاحة للتوصيف الحراري للمواد مثل الراتنجات ، والورود ، والبيتومين ، والإسفلت ، والقار ، والقطران.
تعريف نقطة التليين: نقطة التليين (SP) هي خاصية مميزة للمادة. يتم تسخين العينات حتى تتحول من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. نقطة التليين هي درجة الحرارة التي تتدفق عندها مادة ما لمسافة معينة في ظل ظروف اختبار محددة. تتطلب اختبارات نقطة التليين كوب عينة مخصصًا بفتحة 6.35 مم في الأسفل ، وهي أعرض من كوب نقطة التنقيط. من أجل إجبار ترسيب العينة المخففة من الكوب عند تسخينها ، يمكن وزن العينة بكرة ذات أبعاد قياسية مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. بمجرد أن تنعم العينة وتمتد لأسفل بدرجة كافية للوصول إلى مسافة 19 مم من فتحة الكوب ، يتم تسجيل درجة حرارة الفرن على أنها درجة حرارة نقطة التليين للعينة.
شكل توضيحي: كوب نقطة التليين بفتحة 6.35 مم تحتوي على عينة في الفرن. يتم وزن العينة بكرة معيارية.
لماذا قياس نقاط الإسقاط والتليين؟
بعض المنتجات الاصطناعية والطبيعية التي تعتبر مواد خام مهمة لمختلف قطاعات الصناعة ، لا تظهر نقطة انصهار محددة وبالتالي يجب قياسها باستخدام طرق أخرى. وهي تشمل المراهم والراتنجات الاصطناعية والطبيعية والدهون الصالحة للأكل والشحوم والشموع وإسترات الأحماض الدهنية والبوليمرات والأسفلت والقطران. تنعم هذه المواد تدريجيًا مع ارتفاع درجة الحرارة وتذوب خلال فترة درجة حرارة كبيرة نسبيًا. بشكل عام ، يعد اختبار نقطة التنقيط أو التليين أحد الطرق القليلة التي يمكن تحقيقها بسهولة والمتاحة لتوصيف هذه المواد حرارياً.
تُستخدم نقاط الإسقاط والتليين بشكل أساسي في مراقبة الجودة ، ولكن يمكن أيضًا أن تكون ذات قيمة في البحث والتطوير لتحديد درجات حرارة الاستخدام ومعلمات العملية للعديد من المواد المختلفة.
مبدأ اختبار تحديد نقطة التليين والتسيل الأوتوماتيكي
بشكل عام ، يتم تحديد نقطة التنقيط أو نقطة التليين عن طريق تسخين العينة. يستخدم الفرن للتحكم في برنامج درجة الحرارة أثناء التحليل. يتم ضمان التحكم في درجة الحرارة وتسجيل درجة الحرارة بواسطة مستشعر درجة حرارة رقمي بلاتيني. في أدوات نقطة الإسقاط من METTLER TOLEDO ، يضيء مصباح LED متوازن أبيض على مجموعة الاختبار ، والتي تتكون من الكوب والحامل داخل الفرن. يتم تسجيل سلوك العينة بواسطة كاميرا فيديو.
مخطط الطول لتحديد مكرر لنقطة التليين الموضحة في الرسم على الجانب الأيمن. كلما كان المنحدر أكثر انحدارًا (إشارة إلى سرعة التدفق) ، انخفضت اللزوجة.
الطرق اليدوية مقابل الطرق الرقمية (نقطة الإسقاط)
تستخدم الطرق اليدوية حمام سائل ثرموستاتي ومقياس حرارة زئبقي. اعتمادًا على درجة حرارة انخفاض مادة الاختبار ، يجب استخدام سوائل مختلفة في الحمام السائل. تتطلب الطرق اليدوية فحصًا بصريًا لعملية نقطة التنقيط ، وهو أمر شاق نظرًا لأن انتباه المشغل مطلوب لفترة طويلة جدًا لمراقبة عملية الاختبار باستمرار. نقطة الإسقاط نفسها هي حدث يحدث فجأة ، حيث يتم تسريع الانخفاض المسال بواسطة الجاذبية أثناء هروبه من الكأس. بمجرد حدوث ذلك ، يحتاج المشغل إلى ملاحظة درجة الحرارة بسرعة. علاوة على ذلك ، يتم استخدام مقياس حرارة زئبقي لمراقبة درجة الحرارة.
باختصار ، يعد اختبار نقطة التسيل اليدوي عملية تستغرق وقتًا طويلاً وخطيرة وعرضة للخطأ وتتأثر بشدة بتحيز المشغل.
إذا تم استبدال الملاحظة البشرية بجهاز يسجل ويقيم حدث نقطة التسرب تلقائيًا ، يتم تحسين جودة النتيجة بشكل عام بشكل عام: هذا بسبب عدم وجود تحيز عامل التشغيل أثناء التقييم.
الحلقة والكرة مقابل الكأس والكرة (نقطة التليين)
الطريقتان التحليليتان المعياريتان لتحديد نقطة التليين المستخدمة عبر مجموعة من العينات من البيتومين إلى الشحوم والشموع والراتنجات ، هما طريقة الحلقة والكرة (ASTM D36) وطريقة Jiahang's cup and ball (ASTM D3461).
تاريخياً ، جاء إعداد الحلقة والكرة أولاً. يتضمن استخدام حمام سائل ثرموستاتي ، ومقياس حرارة زئبقي ومقياس للمسافة. يكون حامل العينة المحدد على شكل حلقة ، ويعطي هذه الطريقة اسمها.
على الرغم من أن طريقة الحلقة والكرة لها إعداد بسيط ، إلا أن لها عيوبًا عديدة. اعتمادًا على درجة حرارة التليين لمادة الاختبار ، يجب استخدام سوائل مختلفة في الحمام السائل. نظرًا لأن المادة قيد التحقيق على اتصال مباشر بالسائل ، يجب ألا يكون هناك تفاعل بين عينة الاختبار والوسط. من المهم أيضًا أن يظهر السائل لزوجة موحدة في جميع أنحاء نافذة درجة الحرارة التجريبية. بمجرد أن تطير الكرة عبر الحلقة ، يجب أن يبرد الإعداد ويتم تنظيفه جيدًا: هذا يجعل طريقة الحلقة والكرة تستغرق وقتًا وتستهلك المذيب. يجب استبدال كمية كبيرة من السائل بسائل طازج بعد تجارب قليلة.
تعمل أنظمة Jiahang's Dropping Point لتحديد نقطة التليين وفقًا لطريقة الكوب والكرة. يختلف هذا الإعداد من نواحٍ مختلفة. يتم ضمان التحكم في درجة الحرارة من خلال مبدأ تسخين الكتلة المعدنية ويتم تسجيل درجة حرارة الكوب والكرة بواسطة مقياس حرارة رقمي. توضع العينة في كوب ويمكن أن تتدفق بحرية إلى الأسفل عبر فتحة في الكوب. كما هو الحال مع إعداد الحلقة والكرة ، تعمل الكرة أيضًا على تعزيز تدفق العينة ، ولكن يتم حظرها هنا بواسطة القطر الأصغر للكوب ولا تتدفق من خلاله مع العينة. يتم التحليل في وعاء زجاجي يتم التخلص منه بعد التجربة ، وبالتالي تجنب تلوث الفرن.
السؤال الذي يطرح نفسه غالبًا هو ما إذا كانت التقنيتان تؤديان إلى نفس النتائج. تنص طرق ASTM صراحةً على أنها مصممة لإعادة إنتاج نتائج طرق الحلقة والكرة. تم إثبات ذلك من خلال الدراسات التي أجريت بين المختبرات ASTM.
