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全自动锥入度测定仪如何避免样品制备引入误差?

更新时间:2025-12-16  |  点击率:13
在使用全自动锥入度测定仪进行实验时,样品制备是引入误差的关键环节之一。为最da程du降低此类误差,需从样品取样、融化(针对固态样品)、搅拌、降温、除气泡、分装等全流程进行标准化控制,具体操作要点可分为以下 6 个核心维度:

一、样品取样:确保代表性,避免成分不均

取样是样品制备的第一步,若取样不具代表性,后续所有操作均会存在 “先天误差",需重点控制以下 2 点:
  1. 1、取样工具清洁干燥

    取样勺、烧杯等工具需提前用无水乙醇擦拭,去除残留油污或杂质,并用烘箱(60-80℃)烘干后冷却至室温,避免工具上的水分或污染物改变样品成分(尤其针对石蜡、沥青等脂类样品)。

  2. 2、多点随机取样,混合均匀

  3. 若样品为桶装(如润滑脂、凡士林),需从桶的上、中、下 3 个不同深度取样,每处取样量不低于 50g,汇总后用洁净玻璃棒搅拌 5-10 分钟,确保样品中各组分(如添加剂、基础油)分布均匀;

  4. 若样品为袋装或小批量包装,需选取 3-5 个独立包装,分别取样后混合,避免单包样品因储存差异(如边缘与中心氧化程度不同)导致的偏差。

二、样品融化:控制温度与时长,避免成分挥发 / 变质

针对需融化的固态样品(如石蜡、硬脂酸),融化过程若温度过高或时间过长,易导致低沸点组分挥发或样品氧化,需严格遵循以下标准:
  1. 1、精准控温,不超过样品滴点 + 10℃

  2. 首先通过手册确认样品的 “滴点"(样品从固态变为液态的温度),融化温度需控制在滴点 + 5~10℃ 范围内(例如滴点为 70℃的润滑脂,融化温度应设为 75-80℃),避免温度过高导致轻质组分挥发;

  3. 推荐使用恒温水浴锅程序升温烘箱,而非明火加热,确保温度均匀且无局部过热(明火加热易导致烧杯底部样品碳化,引入杂质)。

  4. 2、融化后保温时间不超过 30 分钟

    样品完quan融化后,需保温 10-15 分钟以消除温度梯度,但总保温时间不得超过 30 分钟,防止样品因长时间高温发生氧化(如润滑脂中的抗氧化剂失效)或成分分解。

三、搅拌操作:避免气泡产生,确保均匀性

搅拌的核心目标是让样品成分均匀,但不当搅拌会引入大量气泡,导致锥入度测定时 “锥针陷入气泡",读数偏小,需注意:
  1. 1、搅拌工具与速度控制

  2. 使用玻璃搅拌棒(避免金属棒刮擦烧杯引入杂质),搅拌时保持棒体与烧杯壁无接触,采用 “顺时针缓慢搅拌"(速度约 30-50 转 / 分钟),避免剧烈搅拌产生漩涡(漩涡易卷入空气形成气泡);

  3. 若样品黏度较高(如高稠度润滑脂),可分 3 次搅拌,每次搅拌 3 分钟,间隔 2 分钟让气泡自然上浮,减少气泡残留。

  4. 2、搅拌后静置除气泡

    搅拌完成后,将样品烧杯置于无风的恒温环境中(温度与融化温度一致),静置 15-20 分钟,让搅拌产生的气泡自然逸出;若仍有少量微小气泡,可用洁净的玻璃滴管轻轻刺破(避免破坏样品表面平整度)。

四、降温与恒温:模拟实际使用环境,避免温度偏差

锥入度是 “温度依赖性指标",同一样品在不同温度下的锥入度值差异显著(如润滑脂温度每升高 1℃,锥入度可能增加 5-10 单位),需严格控制降温过程与测试前的恒温条件:
  1. 1、梯度降温,避免温差过大导致结晶不均

  2. 样品分装到测试杯中后,不可直接放入低温环境(如冰箱)快速降温,需先在室温(25±1℃)放置 30 分钟,再转移至恒温浴槽(设定为测试温度,如 25 测试温度,如 25℃、40℃);

  3. 降温速率控制在 0.5-1℃/ 分钟(可通过恒温浴槽的 “程序降温" 功能实现),避免样品因温差过大产生局部结晶(结晶区域硬度高,会导致锥针陷入深度偏小,误差增大)。

  4. 2、测试前恒温时间不低于 12 小时(针对固态样品)

  5. 软膏、润滑脂等半固态样品:恒温 4-6 小时;

  6. 石蜡、硬脂酸等固态样品:恒温 12-24 小时(需用温度计插入样品中心,确认温度与设定值偏差≤0.1℃)。

  7. 样品需在设定的测试温度下恒温足够长时间,确保样品内部温度与浴槽温度完quan一致:

五、样品分装:控制测试杯规格与样品量,保证表面平整

测试杯的规格、样品填充量及表面平整度,会直接影响锥针的 “初始接触状态",需标准化操作:
  1. 1、统一测试杯规格,避免杯壁厚度差异

    必须使用符合标准(如 GB/T 269、ASTM D217)的测试杯:材质为玻璃或不锈钢,内径(30±1mm)、深度(50±2mm)需一致,杯壁厚度偏差≤0.2mm(杯壁过厚会导致样品散热慢,温度不均;过薄则易受外界温度影响)。

  2. 2、样品填充量:略高于测试杯边缘,避免凹陷

    分装时用移液管或勺子将样品缓慢注入测试杯,确保样品量填满测试杯且表面略高于杯口 1-2mm(若填充量不足,样品表面可能因收缩产生凹陷,锥针初始接触点不在同一平面,导致读数偏差);填充后用洁净的刮刀(刀刃需平直)沿杯口轻轻刮去多余样品,确保样品表面与杯口平齐且无划痕、凹陷。

六、环境控制:避免外界干扰,保持实验环境稳定

样品制备过程中,外界环境的湿度、气流、振动等因素也可能引入误差,需注意:
  1. 1、湿度控制:避免样品吸潮或失水

    实验环境湿度需控制在 45%-65% RH:若湿度过高(>70% RH),样品(如某些水溶性软膏)易吸潮,导致黏度降低(锥入度偏大);若湿度过低(<40% RH),样品易失水,黏度升高(锥入度偏小)。

  2. 2、无气流、无振动环境

  3. 样品制备区域需远离通风口、空调出风口,避免气流导致样品表面温度波动或灰尘落入;

  4. 禁止在样品附近进行振动操作(如离心机、震荡仪运行),振动会导致样品内部产生缝隙,影响锥针陷入的稳定性。

总结:核心原则 ——“标准化、可重复、无干扰"

避免样品制备误差的本质是建立 “全流程标准化操作 SOP",确保每一步操作都可重复、可追溯:
  1. 所有工具(取样勺、烧杯、测试杯)需统一规格并定期校准;

  2. 关键参数(融化温度、降温速率、恒温时间)需记录在实验日志中;

  3. 每次实验前需用 “标准样品"(如已知锥入度值的标准润滑脂)进行验证,若标准样品的测定值与理论值偏差≤2%,则样品制备流程无问题,可开展正式实验。

通过以上操作,可将样品制备引入的误差控制在 5% 以内,确保全自动锥入度测定仪的测试结果准确、可靠。

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