皮革软化与加脂用油浊点测定标准试验方法(D5551-95)

📋 概述与适用范围

本标准试验方法(D5551-95,2019年重新批准)由美国材料与试验协会(ASTM)D31皮革委员会下属的D31.08脂肪与油脂分委员会制定,专门用于测定皮革软化和加脂用油以及用于生产加脂剂和其他软化化合物的油类的浊点。浊点是指油品在规定冷却条件下开始析出蜡晶体而呈现云雾状或浑浊时的温度,通常以1°C的整数倍表示。

该方法源自石油产品浊点测定的经典标准D97(倾点测定法)和D2500(石油产品及液体燃料浊点测定法),但针对皮革工业中使用的动、植物油脂及合成酯类等材料的特性进行了适应性调整。皮革加脂用油的浊点直接影响到油品在低温下的流动性和储存稳定性,进而影响加脂工艺中油料向皮革纤维内部的渗透效率。因此,该标准被广泛应用于皮革加脂剂生产企业的质量控制和来料检验环节,确保油品批次间性能一致。

需要注意的是,本方法并未涵盖所有安全注意事项,使用者有责任在试验前建立适当的安全、健康和环保措施,并确定法规限制的适用性。标准以国际单位制为正式标准,括号内数值仅供参考。该国际标准的制定遵循了世界贸易组织技术性贸易壁垒委员会发布的《国际标准制定原则决定》中公认的标准化原则。

成功要点:浊点是皮革加脂用油关键质量指标,直接影响油品低温流动性和工艺渗透效果。定期检测可有效控制原料稳定性,避免生产波动。

⚙️ 试验原理与方法

试验原理基于油品中蜡组分在降温过程中溶解度的变化:当油样被缓慢冷却时,蜡分子达到过饱和状态并开始析出亚微观晶体,这些晶体散射光线使油样外观呈现出可见的云雾或浑浊,此时的温度即为浊点。对于皮革加脂用油,浊点高低反映了油中高熔点蜡的含量,过高会在常温下引起油品分层或凝固,影响加脂均匀性。

具体试验步骤包括:将油样加热至充分流动并混合均匀(若样品已凝固,需先加热至高于预期浊点至少14°C),然后将油样注入洁净干燥的透明圆柱玻璃试验瓶中至刻度线(54±3毫米高度)。用中心打孔的软木塞固定合适的玻璃温度计,使水银球位于油样中部。将装好的试验瓶放入已预热至适宜初始温度的金属或玻璃套管内,套管底部垫有6毫米厚软木或毡制圆盘,并用弹性垫圈使试验瓶与套管绝缘。随后将整个装置垂直浸入冷却浴中,控制降温速率符合规定。

在冷却过程中,每隔1°C取出试验瓶快速观察底部是否出现云雾,一旦发现云雾状浑浊立即记录温度,该温度即为浊点。若样品在温度降至-38°C仍未出现浊点,则使用低浊点/倾点温度计(-80至+20°C)继续测量。为获得精确结果,温度计必须使用前在冰点检查,偏差不得大于±1°C;同时因水银柱分离现象容易发生但不易察觉,此步检查尤为关键。试验结束后,若需要再次确认,可将样品加热至高于浊点14°C以上重复测定。

注意:温度计使用前必须进行冰点校验,防止因水银柱分离导致系统读数偏差,这是数据准确性的最基本保障。

📊 技术参数与指标

标准对试验装置的各部件尺寸和温度计规格给出了严格规定,以确保不同实验室间结果的可比性。以下表格汇总了核心参数。

🟦 浊点测定用温度计技术规格要求
🟦 用途类型📏 测量范围🎯 ASTM温度计编号⚡ IP温度计编号📐 精度要求(符合ASTM E1)
高浊点/倾点温度计-38 ~ +50°C5C1C±1°C(冰点校验)
低浊点/倾点温度计-80 ~ +20°C6C2C±1°C(冰点校验)
熔点温度计+32 ~ +127°C61C63C±1°C(冰点校验)
📐 试验装置主要部件尺寸要求
🟦 部件名称📏 参数🎯 规定值或要求
试验瓶(透明玻璃平底)内径30 ~ 33.5 mm
高度115 ~ 125 mm
刻度线高度(距内底面)54 ± 3 mm
材质透明圆柱硬质玻璃
套管(金属或玻璃)内径42 ~ 50 mm
深度115 mm
水密性 & 支撑垂直固定在冷却浴中,露出冷却介质不超过25 mm
圆盘(软木或毡)厚度6 mm,与套管内壁松配合
垫圈(弹性材料)功能紧贴试验瓶外壁,松贴套管内壁,防止接触
⚡ 冷却浴温度控制要点
📏 阶段🎯 冷却介质温度选择(参考D97/D2500)
初始温度比预期浊点高约6°C
主冷却浴保持比预期浊点低15~20°C,且在试验过程中温度稳定
注意事项不得使油样降温速率过快,应通过调节冷却浴温度或套管浸没深度来控制

🔬 工程应用与注意事项

在皮革加脂实际生产中,浊点指标的意义远不止一个物理常数。皮革加脂通常在转鼓中进行,操作温度可能随季节变化夏季可达40°C以上,冬季可能降至10°C以下。若所用加脂油的浊点高于加工温度,油中的蜡晶体析出会使油液变得黏稠甚至凝固,难以均匀渗透到皮革纤维间隙,导致加脂不均、表面油腻或内部僵硬等缺陷。因此,皮革厂在选用加脂剂时,需根据自身工艺温度条件核对浊点范围,冬季配方应选用低浊点油或添加降凝剂。

质量控制的要点包括:每批原料入厂时按本标准测定浊点,并与供应商提供的技术指标比对;试验前确保油样无水,因为水的存在会干扰蜡晶核形成,导致结果偏低;温度计必须定期使用冰水混合物校准,发现水银柱断裂必须立即更换;冷却速率应严格控制,过快会导致过冷现象使浊点测量值偏低;当同一油样出现两个不同浊点时,应加热至高于高温浊点14°C以上重新测定,以消除热历史影响。

另外需注意,本方法测定的浊点反映的是蜡晶体初次析出,与油品倾点(流动性丧失温度)有本质区别。倾点通常比浊点低数度至十余度,两者结合可以更好地评估油品的低温性能。对于某些合成加脂剂,可能不含蜡组分而主要由表面活性剂构成,此时若发现浑浊,可能是体系出现相分离而非蜡结晶,应结合组分分析进行判断。

关键注意:含水样品会错误诱发结晶或抑制结晶,必须在测定前将油样加热脱水并过滤,否则结果将不可靠。

❓ 常见问题解答

🔍 问:浊点测定时油样是否必须完全透明才能开始冷却?
答:是的。若油样在初始温度下已浑浊或分层,需将其加热至高于预期浊点至少14°C并保持搅拌,直至样品完全澄清透明。只有从清澈状态开始冷却,才能准确捕捉首次出现云雾的时刻,否则可能得到的是残留晶体而非新生晶体的温度。
💡 问:为何同样油样两次测定结果差异较大?
答:常见原因包括:冷却速率不一致(应保持0.5~1.0°C/min)、温度计未校准冰点导致系统误差、试验瓶内壁污染或划痕提供了异相成核点、样品含微量水或杂质。应严格按标准清洗干燥试验瓶并校验温度计,同时每次均使用新鲜样品。
⚡ 问:被测定油在预期浊点以上就出现云雾,这是什么问题?
答:可能原因有:油中含有悬浮物、乳化水或高熔点脂肪酸皂等杂质;也可能是油品已氧化变质产生聚合物沉淀。此时可先将油样过滤后再测;若过滤后仍云雾,则表明该油品不适合加脂,需进一步分析成分。
📌 问:标准中为什么要使用三种不同的温度计?
答:因为浊点测定跨度很大(从-80°C到+127°C),单一温度计无法同时满足低温灵敏度和高温量程。高浊点温度计(-38~+50°C)覆盖常见动物油和植物油的浊点范围;低浊点温度计覆盖冬季用油;熔点温度计则用于测量某些高熔点油脂。选择合适量程的温度计可以保证分度值足够小,读数准确。
🎯 问:能否使用自动浊点仪器替代本方法?
答:可以,但需经验证与标准手动法的相关性。自动仪器通常利用光纤或视频检测浊度变化,结果重复性好,但仍需遵循本标准的冷却速率和样品前处理要求。在出具仲裁报告时,应优先采用标准规定的玻璃温度计手动法。

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