顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀-自由樹脂顆粒強(qiáng)度的測(cè)定方案

方案編號(hào)：HM-KD-005
適用儀器：HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀（全型號(hào)通用）
發(fā)布日期：2026年7月2日

1 前言

顆粒強(qiáng)度是評(píng)價(jià)高分子顆粒材料物理機(jī)械性能的重要指標(biāo)之一。自由樹脂是一類具有良好可塑性和成型性能的高分子材料，廣泛應(yīng)用于3D打印耗材、精密鑄造用模料、工藝品制作、醫(yī)療模型、工業(yè)原型制造等領(lǐng)域。自由樹脂通常以顆粒或粒料形式供應(yīng)，在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加工成型過程中，顆粒的抗壓碎能力直接影響材料的利用率、加工穩(wěn)定性及最終產(chǎn)品的質(zhì)量。若自由樹脂顆粒強(qiáng)度不足，在運(yùn)輸及儲(chǔ)存過程中容易破碎粉化，產(chǎn)生大量細(xì)小顆粒和粉塵，造成材料損耗，影響后續(xù)注塑、擠出或熔融成型工藝的穩(wěn)定性；若顆粒強(qiáng)度過高，則可能影響熔融效率和加工能耗。

自由樹脂屬于典型的塑性顆粒。與脆性顆粒受壓后直接破碎不同，塑性顆粒在受力過程中先發(fā)生顯著形變，隨著壓力持續(xù)增加，顆粒逐漸被壓扁、變形，最終可能破裂，但其力學(xué)響應(yīng)行為以形變?yōu)橹鲗?dǎo)。因此，自由樹脂的顆粒強(qiáng)度測(cè)定需要采用塑性顆粒檢測(cè)模式，該模式能夠記錄顆粒在壓縮過程中的最大壓力值及形變特征，全面反映材料的抗壓性能。

本方案基于HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)體系，依據(jù)GB/T 44750-2024通用顆粒強(qiáng)度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自由樹脂的塑性顆粒特性，詳細(xì)規(guī)定了樣品選取、測(cè)定步驟及結(jié)果計(jì)算方法，確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，滿足產(chǎn)品質(zhì)量控制與合規(guī)性評(píng)價(jià)需求。本方法適用于各類熱塑性樹脂顆粒、熱固性樹脂顆粒、3D打印耗材顆粒、精密鑄造模料顆粒等自由樹脂及相關(guān)高分子顆粒材料的強(qiáng)度檢測(cè)，滿足材料生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量控制、加工企業(yè)來料檢驗(yàn)、研發(fā)機(jī)構(gòu)材料性能評(píng)價(jià)等應(yīng)用場(chǎng)景。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀（全型號(hào)通用）；標(biāo)準(zhǔn)分樣篩（根據(jù)樹脂顆粒粒徑配備相應(yīng)規(guī)格）；鑷子等。

圖1：HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀外觀圖

2.2 耗材與輔助用品

自由樹脂顆粒；無水乙醇（分析純）；無塵軟毛刷。

3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1 樣品準(zhǔn)備

取樣：按照GB/T 41948《顆粒表征 樣品準(zhǔn)備》的規(guī)定進(jìn)行取樣。從批量產(chǎn)品中隨機(jī)采集具有代表性的自由樹脂樣品，取樣量應(yīng)足夠完成全部測(cè)試。

篩分等級(jí)：

根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的粒度范圍，使用對(duì)應(yīng)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)樣品進(jìn)行篩分。常見的自由樹脂顆粒粒度分級(jí)如下：

?                      細(xì)顆粒樹脂：粒徑d ＜ 2.00 mm

?                      中顆粒樹脂：2.00 mm ≤ d ＜5.00 mm

?                      粗顆粒樹脂：d ≥ 5.00 mm

篩分后選取目標(biāo)粒度區(qū)間的完整顆粒備用。

樣品挑選：用鑷子從篩分后的樣品中隨機(jī)選取30粒完整、表面無明顯缺陷的自由樹脂顆粒。

注：同一類型的樣品應(yīng)選擇20 ~ 60個(gè)顆粒進(jìn)行測(cè)量。建議每批次檢測(cè)選取30粒，以兼顧檢測(cè)效率與統(tǒng)計(jì)代表性。對(duì)于尺寸較大的樹脂顆粒，可適當(dāng)減少測(cè)試粒數(shù)，但不少于20粒。

3.2 樣品測(cè)試步驟

開機(jī)自檢：開啟儀器電源，選擇顆粒類型（自由樹脂屬于塑性顆粒），儀器自動(dòng)完成整機(jī)自檢。壓桿自動(dòng)升降歸零，自檢完成后，界面顯示“待檢測(cè)"。

模式選擇：根據(jù)自由樹脂顆粒的形狀選擇對(duì)應(yīng)的檢測(cè)界面（球形顆粒或柱形顆粒），清空歷史測(cè)試數(shù)據(jù)。

樣品放置：用鑷子夾取1顆自由樹脂顆粒平穩(wěn)放置于樣品托盤中心區(qū)域，保證顆粒居中無傾斜。

啟動(dòng)測(cè)試：點(diǎn)擊“開始"進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于塑性顆粒，壓桿勻速向下運(yùn)動(dòng)，接觸樣品后將繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)對(duì)樣品進(jìn)行一定壓縮，記錄壓縮過程中的最大壓力值。

數(shù)據(jù)采集：儀器持續(xù)實(shí)時(shí)采集壓力數(shù)值，自由樹脂顆粒在受壓過程中先發(fā)生形變，隨著壓桿繼續(xù)下壓，壓力逐漸增大。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的壓縮條件或顆粒發(fā)生破裂時(shí)，設(shè)備自動(dòng)記錄壓縮過程中的最大壓力值，壓桿自動(dòng)回升至初始位置，單次測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)存入系統(tǒng)。

清理托盤：?jiǎn)未螠y(cè)試完成后，用毛刷清掃托盤內(nèi)樹脂碎屑及殘余物，再進(jìn)行下一粒測(cè)試。

平行測(cè)試：每組連續(xù)有效測(cè)試15粒，中途若顆粒打滑或出現(xiàn)異常，點(diǎn)擊“停止"舍棄本次數(shù)據(jù)，重新檢測(cè)。

測(cè)試原理說明：塑性顆粒在抗壓強(qiáng)度測(cè)量過程中，顆粒所受的最大壓力值需結(jié)合顆粒在測(cè)量過程中受力的大小和顆粒的相對(duì)形變量判斷。儀器自動(dòng)識(shí)別并記錄壓縮全過程中的最大壓力值作為該顆粒的強(qiáng)度指標(biāo)。

3.3 儀器操作說明

顆粒類型選擇：開機(jī)主界面選擇“塑性顆粒"（自由樹脂屬于塑性顆粒）。

形狀選擇：根據(jù)顆粒實(shí)際形狀選擇球形或柱形檢測(cè)界面

清零：如儀器不顯示“0"，點(diǎn)擊“清零"按鍵。

查看數(shù)據(jù)：點(diǎn)擊“查看"進(jìn)入查看界面，可存儲(chǔ)15次測(cè)試數(shù)據(jù)，保存平均值及變異系數(shù)。

打印：點(diǎn)擊“打印"打印本輪測(cè)試數(shù)據(jù)。

清空：點(diǎn)擊“清空"清空本輪測(cè)試數(shù)據(jù)粒。

圖2：樣品篩分與測(cè)試過程

4 結(jié)果與討論

4.1 結(jié)果統(tǒng)計(jì)

儀器自動(dòng)存儲(chǔ)15組單粒顆粒破碎壓力值，自動(dòng)計(jì)算：

單粒顆粒強(qiáng)度：破碎瞬間最大壓力，單位N；

批次平均顆粒強(qiáng)度：15組數(shù)據(jù)算術(shù)平均值，單位N；

變異系數(shù)Cv：反應(yīng)自由樹脂顆粒強(qiáng)度均勻性，用于評(píng)價(jià)造粒工藝穩(wěn)定性。

無需額外換算公式，直接以儀器輸出平均壓力作為最終檢測(cè)結(jié)果。

4.2 測(cè)試結(jié)果

圖3：顆粒強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)圖

4.3 精密度

變異系數(shù)越小，說明顆粒均勻性越好。顆粒的形狀、大小及制備工藝的一致性會(huì)影響顆粒的顆粒強(qiáng)度結(jié)果。

5 方案特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

5.1 HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀優(yōu)勢(shì)

全型號(hào)適用：KD1-KD3均可執(zhí)行本方案，操作方法一致。

操作簡(jiǎn)便：觸摸交互界面，參數(shù)一鍵設(shè)定，自動(dòng)計(jì)算并支持打印。

自動(dòng)化程度高：設(shè)有自動(dòng)超壓保護(hù)裝置，防止超大硬度顆粒損傷傳感器。

高分辨率：0.01N高分辨率，精準(zhǔn)區(qū)分不同造粒工藝氮磷鉀肥強(qiáng)度微小差異，便于工藝優(yōu)化。

5.2 方案適用性

樣品類型：熱塑性樹脂顆粒、熱固性樹脂顆粒、環(huán)氧樹脂顆粒、聚氨酯樹脂顆粒等各類自由樹脂及相關(guān)高分子顆粒材料。

檢測(cè)范圍：顆粒直徑0.2 ~ 25 mm、0.5 ~ 25 mm。

高效穩(wěn)定：?jiǎn)蝹€(gè)樣品檢測(cè)時(shí)間短，重復(fù)性好，滿足批量檢測(cè)需求。

5.3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

環(huán)境要求：工作環(huán)境溫度10 ~ 30℃，相對(duì)濕度≤ 70%的條件下使用。

樣品代表性：確保選取的顆粒具有代表性，能真實(shí)反映該批次樣品的整體質(zhì)量狀況。

篩分規(guī)范：根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的粒度范圍進(jìn)行篩分，確保測(cè)試顆粒的粒徑符合要求。

操作規(guī)范：測(cè)試過程中應(yīng)保持儀器清潔干燥，檢測(cè)完成后使用毛刷清理碎屑。

定期校準(zhǔn)：定期使用砝碼校準(zhǔn)力值，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。

6 結(jié)論

本方案依據(jù)《GB/T 44750-2024 顆粒 抗壓強(qiáng)度的測(cè)量》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合HM-KD系列顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀的塑性顆粒檢測(cè)模式，提供了標(biāo)準(zhǔn)化的自由樹脂顆粒強(qiáng)度測(cè)定方法。該方法針對(duì)自由樹脂的塑性變形特性，采用塑性顆粒專用測(cè)試模式，能夠準(zhǔn)確記錄顆粒在壓縮全過程中的最大壓力值，操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高、結(jié)果準(zhǔn)確可靠。本方法可有效評(píng)價(jià)自由樹脂顆粒在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和加工過程中的抗壓能力及形變特性，適用于材料生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量控制、加工企業(yè)來料檢驗(yàn)、研發(fā)機(jī)構(gòu)材料性能評(píng)價(jià)等應(yīng)用場(chǎng)景。

7 參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 44750-2024 顆粒 抗壓強(qiáng)度的測(cè)量[S].

[2] GB/T 1041-2008 塑料 壓縮性能的測(cè)定[S].

[3] GB/T 41948 顆粒表征 樣品準(zhǔn)備[S].

山東恒美電子科技有限公司 應(yīng)用研究部