一种热膨胀发泡测试仪及其测试方法与流程

1.本发明涉及对发泡膨胀剂的膨胀能力进行测试的设备领域，尤其涉及一种热膨胀发泡测试仪及其测试方法。


背景技术：

2.目前对发泡膨胀剂的膨胀能力进行测试的设备主要局限于热机械分析仪(tma)、差示扫描量热仪(dsc)等，这些设备虽然比较精密，但是不能反映发泡剂在实际使用过程中的膨胀情况，对实际应用的指导性差。
3.现有技术中公开号为cn111238995a的中国专利公开了一种多功能发泡测试设备，模拟发泡剂的实际发泡环境，考察发泡剂所处的介质、温度和压力对发泡剂发泡性能的影响。但是，其存在安装复杂、安全隐患及操作复杂等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种热膨胀发泡测试仪及其测试方法，该测试仪可调控压力和温度，模拟发泡剂的实际发泡环境，研究在恒定压力下程序升温和恒温对发泡材料发泡性能的影响，且操作简单；同时可以测量样品发泡高度，由于样品受热发泡，会把加压杆顶起从而产生位移，即可测量样品发泡高度。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
6.本发明第一方面提供一种热膨胀发泡测试仪，所述测试仪包括机箱，位于所述机箱内的底部设置有油浴锅，所述机箱内且位于所述油浴锅的上方设置有样品平台，所述样品平台通过升降杆与所述机箱的顶部连接，所述样品平台上设置有用于放置试管的若干样品架，所述试管内设置有加压杆，且所述加压杆延伸至所述试管外的一端设置有用于承托砝码的砝码盘，所述加压杆上还连接有位移传感器。
7.优选地，所述样品平台的下方固定连接有与所述油浴锅相配合的锅盖，所述锅盖上开设有穿孔，所述样品架穿过所述穿孔并通过所述升降杆伸入所述油浴锅内。
8.优选地，所述油浴锅为可视化油浴锅，包括锅体、加热件、循环件、测温热电偶和玻璃视窗：
9.其中，所述加热件和循环件均设置在所述锅体内，所述玻璃视窗设置在所述锅体的一个侧面。
10.优选地，所述加热件采用加热棒，所述循环件采用循环泵或搅拌桨。
11.优选地，所述样品架设置的数量为3
‑
5个。
12.优选地，所述油浴锅、升降杆和位移传感器均连接至电脑端。
13.优选地，所述试管的内直径为7.87
‑
7.93mm、外径为9.95
‑
10.05mm、长度为245
‑
255mm，采用钨钢或膨胀系数更小的材料制成。
14.优选地，所述加压杆的直径为7.80
‑
7.85mm、高度为295
‑
305mm，采用钨钢或膨胀系数更小的材料制成。
15.优选地，所述砝码盘的直径为50mm
±
5mm。
16.本发明第二方面提供上述热膨胀发泡测试仪的测试方法，包括如下步骤：
17.(1)称量样品，样品与硅油混合均匀，加入试管中，样品用加压杆压实，将试管放在样品架上同时把加压杆放入试管中；
18.(2)加压杆的砝码盘上放入选定的测试砝码，采用位移传感器测定位移；
19.(3)选择测试方式，当选择程序升温测试时，选择升温速度与终止温度，升降杆带动样品平台下降，使样品完全浸入油浴锅的介质中进行加热，同时锅盖盖在锅体上，试验开始，温度达到终止温度后，试验结束，升降杆带动样品平台上升，使试管离开油浴锅；当选择恒温测试时，选择测试温度与测试时间，油浴锅自动升温，达到测试温度并稳定10min后，升降杆带动样品平台下降，使样品完全浸入油浴锅的介质中进行加热，试验开始，达到测试时间后，试验结束，升降杆带动样品平台上升，使试管离开油浴锅。
20.本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
21.本发明的热膨胀发泡测试仪具有一机多用的功能，其不仅能做恒温发泡试验，同时也可以做程序升温发泡试验；而且测试压力范围广(0.1
‑
2.50mpa)，能满足更多测试需求，操作过程中只需要加料和加砝码控制压力等简单操作即可模拟发泡剂的实际发泡环境；此外，可以同时测量多组样品，有效地节约测试成本，且加样量适宜测试更具有代表性，该测试仪可以在常温环境下操作测试，测试完成后还可以自动停止，能有效地保护测试人员的安全。
附图说明
22.图1为本发明中热膨胀发泡测试仪的示意图；
23.其中的各附图标记为：
[0024]1‑
机箱；2
‑
油浴锅；21
‑
锅体；22
‑
加热件；23
‑
循环件；3
‑
升降杆；4
‑
样品平台；5
‑
样品架；6
‑
试管；7
‑
加压杆；8
‑
砝码盘；9
‑
砝码；10
‑
位移传感器；11
‑
锅盖。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0026]
如图1所示，本发明提供了一种热膨胀发泡测试仪，测试仪包括机箱1，位于机箱1内的底部设置有油浴锅2，机箱1内且位于油浴锅2的上方设置有样品平台4，样品平台4通过升降杆3与机箱1的顶部连接，样品平台4上设置有用于放置试管6的若干样品架5，试管6内设置有加压杆7，且加压杆7延伸至试管6外的一端设置有用于承托砝码9的砝码盘8，加压杆7上还连接有位移传感器10。
[0027]
其中，样品平台4上设置有样品架5，样品架5为试管6提供支撑作用，且样品架5底部平整、水平，且能保证试管6上下垂直，样品架5还能承重15kg不变形。
[0028]
其中，砝码9放在加压杆7的砝码盘8上，不同的砝码9，能保证压力能以0.01mpa的单位加减，量程0.1
‑
2.50mpa。
[0029]
其中，位移传感器10连接加压杆7，可以精确的监控到样品位移的情况，精确到0.01mm，位移范围0
‑
300mm。
[0030]
作为一个优选实施例，样品平台4的下方固定连接有与油浴锅2相配合的锅盖11，
锅盖11上开设有穿孔，样品架5穿过穿孔并通过升降杆3伸入油浴锅2内。
[0031]
作为一个优选实施例，油浴锅2为可视化油浴锅，其包括锅体21、加热件22、循环件23、测温热电偶和玻璃视窗：其中，加热件22和循环件23均设置在锅体21内，且玻璃视窗设置在锅体21的一个侧面。
[0032]
作为一个优选实施例，加热件22采用加热棒；循环件23采用循环泵或搅拌桨，保证油浴介质与样品受热均匀。
[0033]
作为一个优选实施例，样品架5设置的数量为3
‑
5个。
[0034]
作为一个优选实施例，油浴锅2、升降杆3和位移传感器10均连接至电脑端，通过软件控制可以实现油浴锅2程序升温(以5℃/min升温或10℃/min升温，最高温度到300℃)和恒温，且温度精确到0.01℃。
[0035]
作为一个优选实施例，试管6的内直径为7.87
‑
7.93mm、外径为9.95
‑
10.05mm、长度为245
‑
255mm，采用钨钢或膨胀系数更小的材料制成。加压杆7的直径为7.80
‑
7.85mm、高度为295
‑
305mm，采用钨钢或膨胀系数更小的材料制成，保证试管6与加压杆7在加热过程或恒温时能相对自由滑动，两者之间无摩擦。
[0036]
作为一个优选实施例，所述砝码盘8的直径为50mm
±
5mm，保证砝码9在样品升高或下降时不会跌落。
[0037]
上述热膨胀发泡测试仪的测试方法如下：
[0038]
(1)先称量样品，样品与硅油混合均匀，样品加入试管6中，样品用加压杆7压实，将试管6放在样品架5上同时把加压杆7放入试管6中；
[0039]
(2)加压杆7的砝码盘8上放入选定的测试砝码9，采用位移传感器10测定位移；
[0040]
(3)电脑软件上选择测试方式(程序升温或恒温测试)，当选择程序升温测试时，选择升温速度与终止温度，确认并点击测试，电脑端控制升降杆3，升降杆3带动样品平台4下降，使样品完全浸入油浴锅2的介质中进行加热，同时锅盖11盖在锅体21上，试验开始，温度达到终止温度后，试验结束，电脑端控制升降杆3，升降杆3带动样品平台4上升，使试管6离开油浴锅2；当选择恒温测试时，电脑软件上输入测试温度与测试时间，确认并点击测试，油浴锅2自动升温，达到测试温度并稳定10min后，电脑端控制升降杆3，升降杆3带动样品平台4下降，使样品完全浸入油浴锅2的介质中进行加热，试验开始，达到测试时间后，试验结束，电脑端控制升降杆3，升降杆3带动样品平台4上升，使试管6离开油浴锅2。
[0041]
实施例1
[0042]
测试要求：程序升温试验，升温速度：10℃/min，测试范围：室温至200℃，测试压力：0.1mpa，加样量：0.1g。
[0043]
测试步骤：称量0.1g样品1，与0.15g硅油混合均匀，混合物加入试管6中，用加压杆7压实，将试管6放在样品架5上同时把加压杆7放入试管6中。加压杆7的砝码盘8上放入选定的测试砝码9，使压力达到0.1mpa，使千分表表头接触砝码上并清零。软件上选择程序升温，设置升温速度(10℃/min)与终止温度(200℃)，确认并点击测试，样品架5自动下降到油浴锅2的介质中进行加热，试验开始，温度达到终止温度试验结束。输出结果如表1所示：
[0044]
表1
[0045]
样品名称起始发泡温度(℃)发泡最高点温度(℃)发泡高度(mm)样品1153.06197.46181.343
[0046]
实施例2
[0047]
测试要求：程序升温试验，升温速度：5℃/min，测试范围：室温至200℃，测试压力：0.5mpa，加样量：0.1g。
[0048]
测试步骤：称量0.1g样品2，与0.15g硅油混合均匀，混合物加入试管6中，用加压杆7压实，将试管6放在样品架5上同时把加压杆7放入试管6中。加压杆7的砝码盘8上放入选定的测试砝码9，使压力达到0.5mpa，使千分表表头接触砝码上并清零。软件上选择程序升温，设置升温速度(5℃/min)与终止温度(200℃)，确认并点击测试，样品架5自动下降到油浴锅2的介质中进行加热，试验开始，温度达到终止温度试验结束。输出结果如表2所示：
[0049]
表2
[0050]
样品名称起始发泡温度(℃)发泡最高点温度(℃)发泡高度(mm)样品2145.01189.41105.11
[0051]
实施例3
[0052]
测试要求：恒温试验，测试温度：200℃，测试压力：0.5mpa，加样量：0.1g。
[0053]
测试步骤：称量0.1g样品3，与0.15g硅油混合均匀，混合物加入试管6中，用加压杆7压实，将试管6放在样品架5上同时把加压杆7放入试管6中。加压杆7的砝码盘8上放入选定的测试砝码9，使压力达到0.5mpa，使千分表表头接触砝码上并清零。软件上选择恒温测试，输入测试温度200℃与测试时间30min，确认并测试，设备自动升温，达到测试温度并稳定10min后样品架5自动下降到油浴锅2的介质中进行加热，达到测试时间试验结束。输出结果如表3所示：
[0054]
表3
[0055]
样品名称起发时间/min最大高度时间/min最大高度/mm样品316.5min150
[0056]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。