دراسة حالة: قياس صلابة الشمع وفقًا للمواصفة ASTM D937-92

مبدأ الاختبار

الهدف من الاختبار هو تقييم صلابة أو صلابة الشمع باستخدام مسبار مخروطي وفقًا للطريقة القياسية ASTM D937-92.

سياق الكلام

الشموع منتجات عضوية يتم إنتاجها صناعياً وطبيعياً. تميل عمومًا إلى أن تكون أكثر ليونة في درجات الحرارة المرتفعة وأصعب في درجات الحرارة المنخفضة (الأكثر برودة). لذلك ، فإن "لزوجة" بعض الشموع وصلابتها تعتمد على درجة الحرارة. الشمع الصلب أقل لزوجة وبالتالي فهو لاصق. من خلال تغيير صلابة الشمع باستخدام درجات مختلفة من الشمع ، يمكن تغيير الطبيعة اللاصقة أو قوة الجر للشمع.

تحتوي العديد من مستحضرات التجميل والطبية ومنتجات العناية الشخصية على شمع. إن قدرة الشمع على إنتاج لمعان جيد ، وصلابة المنتج ، بالإضافة إلى خصائص تشكيله تجعله مكملًا للقوام النهائي للمنتج. يحدد قياس صلابة (صلابة) الشمع ما إذا كان الشمع المعني سيكون مناسبًا لمنتج معين لإنتاج الخصائص المرغوبة.

تستخدم الطريقة القياسية D937-92 مقياس الاختراق لتحديد عمق اختراق مخروط قياسي في ظل ظروف محددة. اعتمد محلل النسيج CT3 هذه الطريقة القياسية باستخدام المعلمات المحددة بالإضافة إلى طرق القياس البديلة مثل تحديد القوة لاختراق مسافة محددة. يمكن أن تتراوح زوايا المخروط من 15 إلى 90 درجة.

طريقة

معدات: CT3 بخلية تحميل 4.5 كجم

30 درجة مسبار مخروطي

برنامج TexturePro CT

الإعدادات:

نوع الاختبار: الجهد االكهربى

نوع الاختبار الأولي: 1.0 مم / ثانية

سرعة الاختبار: 2.0 مم / ثانية

سرعة الاختبار اللاحق: 2.0 مم / ثانية

نوع الهدف: مسافه: بعد

قيمة الهدف: 30 ملم

قوة الزناد: 20 جرام

ملاحظة: يوصى بأن تكون سرعة الاختبار المسبق هي نفسها أو أبطأ من سرعة الاختبار لاكتشاف الزناد الدقيق ؛ على سبيل المثال ، تتطلب سرعة الاختبار البالغة 2 مم / ثانية سرعة الاختبار المسبق 2 مم / ثانية.

لن تتمكن العينات اللينة جدًا من تحقيق قوة تبلغ 150 جم. في مثل هذه الظروف ، يجب اختبار العينة الأكثر ليونة أولاً لتحديد ما إذا كان الإجراء يعمل أم لا. قد تحتاج إلى تطوير طريقة مناسبة.

إعداد عينة

في الطريقة القياسية ، تذوب العينة عند 82 درجة مئوية وتُسكب في وعاء قياسي. يتم تبريد العينة إلى درجة حرارة الغرفة لمدة 16-18 ساعة (راجع طريقة ASTM القياسية لمزيد من المعلومات). هناك طريقة أخرى (تُستخدم أيضًا في هذا الاختبار) وهي اختبار العينات مباشرةً من حاوياتها الأصلية. إذا كنت تستخدم هذه الطريقة ، فيجب الإبلاغ عن أبعاد الحاوية المختارة وتطبيقها على الاختبارات اللاحقة. يجب أن يظل سطح العينة سليماً وغير متغير لأن ذلك قد يؤثر على النتيجة.

إجراء

1. قم بتوصيل المجس المخروطي بمحول الطاقة.

2. قم بمحاذاة العينة مركزياً تحت المجس المخروطي و 15 مم من حافة الحاوية.

3. ابدأ اختبار الاختراق.

4. عندما ينسحب المسبار من العينة ، أمسك الحاوية بإحكام لمنعها من الرفع.

5. عند الانتقال إلى الاختبار التالي ، امسح المجس المخروطي بقطعة قماش نظيفة وجافة لإزالة كل آثار الشمع.

ملاحظة: يجب أن تكون درجة حرارة المخروط أيضًا في درجة حرارة الغرفة قبل بدء الاختبار.

يقيس هذا الاختبار المسافة المطلوبة لتوليد حمولة 150 جرام. يمكن أيضًا استخدام طريقة بديلة عند قياس القوة المطلوبة لاختراق مسافة محددة.

النتائج

فيما يلي مخطط نموذجي لـ TexturePro CT. يوضح الرسم البياني صلابة الشمع في هلام البترول باستخدام مسبار مخروطي.

يوضح الرسم البياني في الشكل الأول صلابة الفازلين المقاسة من 50 مل ، 3.5 × 5.0 سم.

يوضح الرسم البياني في الشكل 2 الحمل مقابل الوقت لصلابة هلام البترول.

يوضح الرسم البياني في الشكل 2 الحمل مقابل الوقت لصلابة هلام البترول.

الملاحظات

عند الوصول إلى قوة دفع مقدارها 5 جم ، سيخترق المسبار العينة حتى يتم الوصول إلى قوة قدرها 150 جم. ويتبع ذلك فترة تعليق مدتها 5 ثوانٍ قبل أن ينسحب المسبار من العينة بمعدل 10 مم / ثانية بعد الاختبار. مسافة الاختراق تعتمد على صلابة العينة. ستشير مسافة الاختراق الكبيرة إلى عينة ناعمة بينما تشير مسافة الاختراق الصغيرة إلى عينة أصعب. يفيد الاختبار في مقارنة صلابة الشمع المختلفة لتحديد اختيار الشمع لمنتج معين.

يوضح الجدول أدناه متوسط قيم هلام البترول الذي تم اختباره في عدة مواقع.