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本标准由美国材料与试验协会皮革技术委员会制定,标准编号为D5355‑95,并于2021年获得重新批准。方法的核心内容为测定油和液态脂肪在特定温度条件下的比重,该比重值是评价皮革加脂用油质量的重要参数。标准明确规定其适用范围:所有用于皮革软化处理的油品以及熔点低于58 °C的液态脂肪,包括脂肪酸甘油酯、脂肪烃和芳香烃类物质。对于在25 °C时呈固态的脂肪,若其熔点低于58 °C,仍可通过60 °C测试条件纳入范围;而熔点高于58 °C的固体脂肪或蜡状物则不适用。术语方面,标准清晰区分了密度与比重:密度是单位体积所含质量,单位为克每立方厘米;比重则为样品密度与同温纯水密度之比值,无量纲。该标准的制定遵循世界贸易组织《技术性贸易壁垒协定》中关于国际标准化的原则,确保在全球范围内具有可比性与权威性。
比重测定基于阿基米德排水原理,通过比重瓶实现等体积比较。比重瓶是带有精密磨口玻璃塞的固定容积容器,标准规定容量约50 mL。测定时首先在25 °C下用纯水校准比重瓶,获得瓶内水质量;随后相同条件下以样品充满比重瓶,获得样品质量。样品质量与水质量的比值即为25 °C下的比重。对于在25 °C时粘度过大或呈半固态的脂肪,可采用60 °C测试条件:将样品在60 °C下注入比重瓶(比重瓶需预热),再置于25 °C水浴中冷却平衡30 min,所得比重记为60/25 °C。整个流程要求水浴温度波动不超过±0.2 °C,并使用分度为0.1 °C或0.2 °C的精密温度计监测。称量需使用分析天平,读数精确至0.001 g。操作时必须确保比重瓶内无气泡、样品完全干燥、瓶外洁净,方可获得可靠数据。
具体步骤分为校准与测定两部分。校准:洗净干燥比重瓶,装入新煮沸并冷却的蒸馏水(20~23 °C),倾斜瓶身防止气泡,插入瓶塞,放入25 °C水浴30 min;擦干瓶外,称重,计算水质量。测定:将熔化过滤并干燥后的样品冷却至20~23 °C,同法填充比重瓶,恒温后称重,计算样品质量与水质量之比。若为60 °C测定,则样品在60 °C下填充,后续步骤与25 °C相同。标准强调,样品必须完全干燥,否则残留水分将导致比重值偏离真实。
表1汇总了试验所需主要设备的技术要求。表2对比了两种测试条件的关键步骤参数。表3整理了标准中的核心术语定义。所有数据均来源于标准原文。
| 设备名称 | 技术参数 | 具体要求 |
|---|---|---|
| 比重瓶 | 容量 | 约50 mL |
| 比重瓶 | 接口类型 | 磨口玻璃塞,密封良好 |
| 低温水浴 | 控制温度 | 25 °C ± 0.2 °C |
| 高温水浴 | 控制温度 | 60 °C ± 0.2 °C |
| 温度计 | 测量范围 | ‑20 °C 至 102 °C |
| 温度计 | 分度值 | 0.1 °C 或 0.2 °C |
| 项目 | 25 / 25 °C 测试 | 60 / 25 °C 测试 |
|---|---|---|
| 样品预处理 | 熔化、过滤、干燥,冷却至20~23 °C | 熔化、过滤、干燥,保持60 °C |
| 填充温度 | 20~23 °C(最终平衡至25 °C) | 60 °C |
| 水浴平衡温度 | 25 °C ± 0.2 °C | 25 °C ± 0.2 °C |
| 恒温时间 | 30 min | 30 min |
| 参考水温度 | 25 °C | 25 °C |
| 结果表示 | 比重(25 / 25 °C) | 比重(60 / 25 °C) |
| 术语 | 定义 | 备注 |
|---|---|---|
| 密度 | 单位体积的质量,单位为克每立方厘米(g / cm³) | 有量纲量 |
| 比重 | 样品密度与参考物质(纯水)密度之比 | 无量纲,依赖于温度 |
| 液态脂肪 | 熔点低于58 °C的脂肪 | 可在60 °C完全流动 |
| 油 | 25 °C时呈流动状态的脂肪酸甘油酯、脂肪烃、芳香烃等 | 包括天然及合成油 |
在皮革加脂工艺中,油脂的柔软效果和渗透性与油脂种类、纯度密切相关。比重作为一个快速易行的物理指标,可用于监控油脂的批次稳定性、识别掺假或氧化变质。例如,比重偏低可能掺入了低分子量烃类或轻质矿物油;比重偏高则可能含有高密度组分、水分或杂质。因此,许多皮革企业将比重列入油脂进厂检验的必测项目。为确保测试结果真实有效,操作中需特别关注以下几点:
对于仲裁性测试,建议重复测定两次,取算术平均值报出。若两次结果偏差超过0.001,应查找原因并重新测定。