一、塑料中炭黑含量测定的现实需求

炭黑含量在塑料制品的性能中是一个重要的技术指标，含量的多少对材料的硬度、弹性、耐磨、绝缘性都有一定的影响。炭黑在聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等基材中既是着色组分，也是抗紫外老化的关键组分，含量偏低会削弱制品的耐候性能，含量偏高则会改变力学性能与加工流动性。正因如此，炭黑含量成为管材、电缆料与光缆护套料生产过程中需要按批次监测的常规项目。

对于管材生产企业、电缆料生产企业与第三方检测机构而言，能否按标准、快速、可重复地测出这一指标，直接关系到出厂检验、来料验收与配方调整的判断依据是否可靠。炭黑含量的差异往往不能只靠外观或比重等间接手段推断，还需要在受控的温度与气氛条件下做实测，这就对测定设备的控温能力、气氛切换能力与称量配套提出了具体要求。恒美智造炭黑含量测试仪适用聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯塑料中炭黑含量的测定，测定通过试样在氮气保护下高温分解后的重量分析得到。

恒美智造推出的炭黑含量测试仪 HM-CN2 与 HM-CN1，正是围绕这一需求设计的实验室专用设备。两个型号都适用聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯塑料中炭黑含量的测定，炭黑的测试通过试样在氮气保护下高温分解后的重量分析得到，仪器具有使用方便、操作简单、工作可靠、测量准确、自动控温等优点，把过去依赖人工看温与人工记时的测定过程交给设备完成。

二、炭黑含量的测定原理与技术路线

炭黑含量的测定建立在高温热解与准确称量的基础之上。试样按规定称取后放入炉管，先通入氮气排尽空气，在惰性气氛下升温至规定温度并恒温，塑料基体受热分解挥发，炭黑与无机填料保留在残渣中；随后切换到含氧气氛继续灼烧，残渣中的炭黑被氧化逸出，剩余的无机物即为灰分。把热解后的残渣质量减去灰分质量，即可得到炭黑的质量并换算成百分比。炭黑含量在产品性能中是一个重要的技术指标，含量的多少对材料的硬度、弹性、耐磨、绝缘性都有一定的影响。

恒美智造炭黑含量测试仪采用智能化可编程控温，用户只需设定温度值和升温时间，仪器便自动升温至设定值；可以设置任意组不同加热时间段，每一段都可以有不同的加热温度、升温速率与恒温时间。气路为两路控制，氮气保护与含氧灼烧两种气氛的切换可以在触摸屏上完成，减少手动阀门操作带来的条件差异。温度采集采用灵敏度 0.01 ℃ 的传感器，工作温度覆盖室温~1200 ℃。

从检测链路看，仪器把试样准备、气氛建立、高温热解、热解失重、空气中灼烧、灰分称量、含量计算与结果记录串成一条完整通路。恒美智造在产品设计中把炉温控制、气氛切换与称量计算作为一个整体来考虑，这也是炭黑含量数据能否长期保持可比的关键所在。仪器工作温度覆盖室温~1200 ℃，温度传感器灵敏度为 0.01 ℃，可以覆盖常见塑料的热解与灼烧温度区间。

表1 炭黑含量的测定原理与检测链路

表注：炭黑含量由试样在氮气保护下高温分解后的重量分析得到，热解与灼烧两个气氛阶段必须分明。

三、恒美智造炭黑含量测试仪的产品定位

恒美智造本轮推出的是两个型号形成的组合。HM-CN2 的市场价为 25000 元，炉门结构为自动上升开启，炉管尺寸为 Φ40×610 mm，可在屏幕上填写相应的数据并计算出炭黑含量百分比和灰分含量百分比，自带打印功能方便用户打印测试报告，用户还可根据自身需求自行更换相应流量范围的浮子流量计。加热元件采用高温合金丝，加热区长度为 200 mm，恒温区长度为 100 mm，试样应放置在恒温区内以保证受热一致。

HM-CN1 的市场价为 12000 元，炉膛尺寸为 Φ31×300±5 mm，采用加热炉体和控制系统一体化设计，方便用户的仪器管理；自动化程度较高，具有极佳的恒温功能并可设定恒温时间，参数显示全面，能够显示设置组数、理论温度、实际温度以及升温或恒温时间。两个型号共用 8 寸电容式触摸屏与智能化可编程控温平台，差别主要集中在炉管尺寸、炉门结构与整机尺寸上。

恒美智造把这两个型号定位为塑料炭黑含量评价链条上的通用工具，而不是单一工况的专用设备。管材生产企业用它们做出厂检验与批次分级，电缆料与光缆料生产企业用它们控制耐候性能，检测机构用它们按标准方法出具数据，科研单位用它们研究配方与工艺对炭黑含量的影响。同一台仪器在不同场景下的使用方式，主要通过试验条件与试样制备的规范性来保证一致性。

表3 恒美智造炭黑含量测试仪 HM-CN2 与 HM-CN1 整机技术参数表

表注：以上参数依据恒美智造产品资料整理。两个型号共用控温平台与 8 寸触摸屏，差别主要在炉管尺寸、炉门结构与整机尺寸。

四、高温热解与气路控制带来的效率与一致性

炭黑含量测定的难点在于条件控制。炉温偏低或恒温时间不足，都会使塑料基体热解不彻底，残渣中残留有机物会让炭黑含量偏高；气氛切换不彻底，残留的氧气会提前氧化一部分炭黑，使结果偏低；一次只测一个样品，则会让检测频次较高的实验室疲于应付。把这几件事交给设备，是恒美智造在这两个型号上的一项重要取舍。控温方式为智能化可编程控制，可以设置任意组不同加热时间段，每一段都可以有不同的加热温度、升温速率与恒温时间。

在温度控制方面，仪器采用智能化可编程控制，可以设置任意组不同加热时间段，每一段都可以有不同的加热温度、升温速率与恒温时间；具有极佳的恒温功能并可设定恒温时间，恒温精度高，炉膛温度均匀性高。HM-CN2 的炉门自动提升，能够加速散热的速度，避免人为操作的烫伤，也方便放置试样和确定试样的位置。气路控制为两路，分别用于氮气保护与含氧灼烧，两种气氛的切换在 8 寸电容式触摸屏上完成。

在操作与数据方面，8 寸液晶触摸屏显示，操作界面较为友好，可一键操作启动；运行过程中可以查看所设定的参数及升温或恒温的时间；HM-CN2 可以在屏幕上填写相应的数据，直接算出炭黑含量百分比和灰分含量百分比，并自带打印功能输出测试报告。把这些动作固定下来之后，操作人员可以把精力放在试样称量与装样这两个对结果影响较大的环节上。显示方式为 8 寸电容式触摸屏，界面较为友好，可一键操作启动，参数设定与状态查看都在这块屏幕上完成。

表3 恒美智造炭黑含量测试仪的十项技术特点

表注：上述特点围绕高温热解、气氛控制与数据处理三个环节展开，是炭黑含量数据保持一致的硬件基础。

五、从仪器到服务的整体保障

恒美智造成立于 2014 年，注册资本 6500 万元人民币，现有员工 200 余人，其中专业研发团队 100 余人，办公及生产面积超过 20000 平方米，并在新四板挂牌，股权代码 306008。公司累计获得 150 余项核心专利，其中发明专利 50 余项，是国家级高新技术企业，证书编号 GR202537002855。仪器运行过程中可以查看所设定的参数及升温或恒温的时间，便于操作人员确认程序执行情况。

在服务端，恒美智造在全国 31 个省市自治区布局 280 个售后服务网点，服务热线 7×24 小时全天候开通，工单 30 分钟内智能派发，工程师 30 分钟内与客户对接。简单故障可通过远程指导在 1 小时内给出解决方案，现场到达时效为省会城市 4 小时、地级市 8 小时、县级区域 24 小时。只需设定温度值和升温时间，仪器便自动升温至设定值，试验过程不需要人工守候。

质保方面，整机与核心部件质保 12 个月，客户可付费延保至 24 个月或 36 个月；设备停产后继续供应配件至少 10 年，配件年调价幅度不超过 5%。培训提供 1—2 天实地教学、定制化远程辅导与视频教程库，考核未通过可免费重学，且不限参训人数。仪器具有极佳的恒温功能并可设定恒温时间，恒温精度高，炉膛温度均匀性也较高。参数显示全面，能够显示设置组数、理论温度、实际温度以及升温或恒温时间。

六、配置与交付的对接方式

选购炭黑含量测试仪时，需要先明确三件事：一是试样种类与常规称样量，二是检测频次以及是否需要打印留档，三是安装场地是否具备相应的供电、通风与气源条件。这三项确认清楚，选 HM-CN2 还是 HM-CN1 基本就能确定下来。工作电源为 AC 220 V／50 Hz／60 Hz，实验室常规供电即可满足使用要求。装样前应确认炉管无裂纹、无异物，必要时更换；试样称取量按标准规定执行。

恒美智造炭黑含量测试仪随机配置包含主机、炉管、热电偶、浮子流量计、气路连接管与电源线等，并附合格证、说明书与保修卡，开箱核对装箱单后即可投入使用。HM-CN2 另配打印纸。由于设备涉及高温与两种气路，安装时需按说明连接气路与电路，并在通电前确认炉管与热电偶安装到位。试验前应确认气路密封性良好、氮气纯度符合要求，避免残留氧影响热解结果。

对于安装条件有限或希望自行安装的使用单位，恒美智造提供安装视频供参考；需要上门安装调试的，可按实际情况另行安排。这种从仪器到配件再到服务的对接方式，让设备在交付之后仍能持续贴合使用方的检测需求。氮气排空时间要足，切换到含氧气氛之前需确认炉管内的空气已经排尽。热解结束后切换到含氧气氛继续灼烧，直至炭黑完全氧化，剩余的无机物即为灰分。

恒美智造官方网站：

www.hmdzkj.cn

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