طريقة الاختبار القياسية ASTM D6875 لنقطة التصلب للمواد الكيميائية العضوية الصناعية باستخدام الثرمستور

يصف المعيار "ASTM D6875 طريقة الاختبار القياسية لنقطة التصلب للمواد الكيميائية العضوية الصناعية باستخدام الثرمستور" الذي طورته الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) طريقة اختبار عامة لتحديد نقطة التصلب لمعظم المواد الكيميائية العضوية التي لها درجات حرارة كبيرة للانصهار ونقاط التصلب بين 4 درجات مئوية و 41 درجة مئوية.

تشمل طرق الاختبار الأخرى لتحديد نقطة التجمد ونقطة التصلب للهيدروكربونات العطرية معايير ASTM D852، وASTM D1015، وASTM D1016، وASTM D3799، وASTM D4493، وASTM D6269.

تُطبق طريقة الاختبار هذه فقط على المركبات النقية نسبيًا. يعتمد انخفاض نقطة التصلب على تركيزات الشوائب. لتحديد مدى التوافق مع المواصفات المعمول بها باستخدام طريقة الاختبار هذه، يجب تقريب القيمة المرصودة أو المحسوبة إلى أقرب وحدة في آخر رقم على اليمين المستخدم للتعبير عن حد المواصفات، وفقًا لطريقة التقريب المحددة في المعيار ASTM E29.

تُستخدم طريقة الاختبار القياسية ASTM D6875-12 لقياس نقطة التصلب لمعظم المواد الكيميائية العضوية باستخدام الثرمستور. تُسجل أقصى درجة حرارة يكون عندها الطور السائل للمادة في حالة توازن مناسب مع جزء صغير نسبيًا من الطور الصلب. تتطلب هذه الطرق وسط تبريد للوصول إلى نقطة تصلب تتراوح بين 4 و30 درجة مئوية. يُغلق وعاء العينة بسدادة ذات فتحتين. يوضع الثرمستور في فتحة واحدة وعمود التحريك في الفتحة الأخرى. تُضبط درجة حرارة حوض العينة على 5 درجات مئوية زائد/ناقص درجة مئوية واحدة تحت نقطة التصلب المتوقعة للعينة. تستخدم الاختبارات وعاء عينة مزود بأنبوب خارجي سميك الجدران يبلغ قطره 18 مم وقطره الداخلي 14 مم وطوله 150 مم. يلزم ضبط حوض درجة الحرارة على 5 درجات مئوية زائد/ناقص درجة مئوية واحدة تحت نقطة التصلب المتوقعة. يتم وضع الثرمستور في غلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومة أكبر من 2 كيلو أوم عند 25 درجة مئوية، ودقة المعايرة هي زائد/ناقص 0,01 درجة مئوية.

لأغراض هذه المواصفة، تُعرّف نقطة التصلب بأنها درجة الحرارة التي يكون عندها الطور السائل للمادة في حالة توازن تقريبي مع جزء صغير نسبيًا من الطور الصلب. وُصفت نقطة التصلب، على عكس نقطة التجمد، في المعيار ASTM D1015. ويُقدم المعيار ASTM D1016 تفسير النسبة المئوية المولية من حيث نقطة التجمد.

يمكن استخدام طريقة الاختبار هذه للتحكم في العملية أثناء إنتاج المواد الكيميائية العضوية، وتحديد المواصفات، ودراسات التطوير والبحث، وتحديد التلوث أثناء الشحن.

يجب جمع العينات وفقًا لمعايير ASTM D3437 وASTM D3438 وASTM D3852 وASTM D4297. في درجة حرارة الغرفة، تُصهر العينة الصلبة بالكامل بتسخينها إلى حوالي 10 درجات مئوية فوق نقطة التصلب، ثم تُغزل لضمان تجانسها. تُجفف العينة، إذا لزم الأمر وفقًا للمعيار أو بالاتفاق مع العميل. يُجفف البارازيلين قبل الاختبار بوضع حوالي 100 غرام من المادة في دورق مخروطي سعة 400 مل، وإضافة حوالي 50 غرامًا من المناخل الجزيئية 3A.

يُدخل سدادة ذات فتحتين في وعاء العينة. يُدخل مقاوم حراري في أحد الفتحتين، ويُدخل عمود التحريك في الفتحة الأخرى. تُضبط درجة حرارة حمام العينة على 5 درجات مئوية زائد/ناقص درجة مئوية واحدة تحت درجة التصلب المتوقعة للعينة.

تشمل المعدات المستخدمة في الاختبارات ما يلي:

• جهاز قياس الأوم: جهاز يمكنه قياس المقاومة لأقرب 0,1 أوم مع قراءة مباشرة لدرجة الحرارة في نطاق 1000 إلى 10000 أوم.
• حاوية العينة: هي أنبوبة اختبار ذات جدار سميك قطرها الخارجي 18 مم وقطرها الداخلي 14 مم وطولها 150 مم.
• المحرك: يتكون من سلك من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 1 مم ينحني على شكل دائري بزوايا قائمة على العمود بحيث يمكنه التحرك بحرية في الفراغ الحلقي بين الثرمستور وجدار أنبوب الاختبار.
• جهاز الخلط (اختياري): يعتبر الجهاز الموضح في الشكل بديلاً مقبولاً للخلط اليدوي.
• حمام درجة الحرارة: يمكن التحقق من أن نقطة التصلب المتوقعة هي 5 درجات زائد/ناقص 1 درجة تحت الصفر.
• الثرمستور: مُغلّف بغلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ، بمقاومته التي تزيد عن 2 كيلو أوم عند 25 درجة. دقة المعايرة ± 0,01 درجة. انحراف المقاومة يعادل أقل من ± 0,01 درجة/سنة. يجب معايرة الثرمستور لتغطية نطاق التشغيل.

تعتبر المواصفة ASTM D6875 مهمة، خاصة في مجال المواد الجيوسينثتيكية والهندسة المدنية، للأسباب التالية:

• ضمان اتساق المنتج وجودته: من خلال توفير طريقة قياسية لقياس الكتلة لكل وحدة مساحة (عادةً بوحدة جم/م²)، تساعد هذه المواصفة الشركات المصنعة والمستخدمين على التحقق من أن المنسوجات الجيوتقنية تلبي مواصفات التصميم والأداء.
• يدعم التصميم الهندسي: تعتبر الكتلة لكل وحدة مساحة معلمة مهمة يستخدمها المهندسون المدنيون لاختيار المنسوجات الجيوتقنية المناسبة للتطبيقات مثل الترشيح والصرف والفصل والتعزيز والتحكم في التآكل.
• تسهيل المقارنة العادلة بين المنتجات: بفضل بروتوكول اختبار متسق، يمكن للمحددين والمشترين مقارنة المنتجات من شركات تصنيع مختلفة باستخدام خط أساس قياس مشترك.
• يساعد في مراقبة الجودة والإنتاج: يستخدم المصنعون طريقة الاختبار هذه لمراقبة التوحيد من دفعة إلى أخرى، وهو أمر ضروري للحفاظ على جودة المنتج والامتثال للمتطلبات التنظيمية أو متطلبات المشروع.
• يدعم المتطلبات التنظيمية والتعاقدية: تتطلب العديد من مشاريع البناء والبيئة اختبارات معتمدة للمنسوجات الأرضية. يوفر هذا المعيار طريقة معتمدة لتلبية هذه المتطلبات التنظيمية والفنية.
• تحسين التنبؤ بالأداء: ترتبط الكتلة لكل وحدة مساحة بخصائص ميكانيكية أخرى مثل قوة الشد ومقاومة الثقب والصلابة، مما يجعلها مؤشرًا قيمًا للأداء العام للمادة.

باختصار، تتضمن هذه الاختبارات ما يلي:

• قطع عينة تمثيلية من الجيوتكسيل.
• وزن العينة بدقة.
• حساب الكتلة لكل وحدة مساحة (عادةً بالجرام لكل متر مربع).

مؤسستنا، التي تدعم الشركات في جميع القطاعات منذ سنوات من خلال مجموعة واسعة من أنشطة الاختبار والقياس والتحليل والتقييم، تضم فريقًا قويًا من الموظفين يتابعون عن كثب التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، ويعملون على تطوير أنفسهم باستمرار. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لطريقة الاختبار القياسية ASTM D6875 لنقطة تصلب المواد الكيميائية العضوية الصناعية باستخدام الثرمستورات.