一种凝胶膨胀性测试方法及其测试装置与流程

本发明属于化工助剂检测，具体涉及一种凝胶膨胀性测试方法及其测试装置。

背景技术：

1、水凝胶被广泛用于多种领域，如农用领域干旱地区的抗旱剂、农用薄膜；日化领域的面膜、尿不湿；建筑领域的结露防止剂、调湿剂；石油化工中的堵水调剖剂，原油或成品油的脱水；食品领域的保鲜剂、增稠剂；医疗中的药物载体、退热贴、镇痛贴等等。不同的应用领域应该选用不同的高分子原料，以满足不同的需求。但是不管应用何种领域，膨胀性能作为水凝胶的主要特征都是关键的测试项目。

2、目前针对水凝胶的膨胀性能测试，普遍采用的检测方法是称取一定重量的凝胶胶块，在水中浸泡一定时间后，取出擦拭干净表面水分，通过前后重量变化来评价其膨胀性能。这种检测方法可以简单的通过吸水情况反映出凝胶的膨胀性能，但是也有其局限性。当凝胶弹性差，胶块易碎时操作不便，反应数据不准确并且只能看到其膨胀结果，不能看出不同凝胶的膨胀过程数据，比如说膨胀速率，膨胀饱和天数等。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种凝胶膨胀性测试方法及其测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种凝胶膨胀性测试装置，包括电子天平、隔音罩、实验容器、加热装置、控制电脑、强度测试装置，所述实验容器放置在加热装置上，所述实验容器和加热装置罩在同一个隔音罩的内部，所述隔音罩的顶部放置有电子天平，所述电子天平的底部设置有秤钩，所述电子天平内置有通讯接口，且电子天平通过通讯接口与控制电脑连接。

3、优选的，所述电子天平为万分之一级电子天平，采用高速单模块称量传感器，可以快速传递准确称量结果，并且具有全自动校准功能，温度漂移及时间设置触发的内置砝码自动校准，确保称量的准确性。

4、优选的，所述实验容器为玻璃烧杯或符合实验要求的容器，实验容器材质为透明材质，便于观察实验变化，隔音罩为隔音玻璃，防止外界干扰，确保数据采集准确性。

5、优选的，所述加热装置为可控温装置，温度显示精度为0.01℃，可以满足不同温度下测试要求；控制电脑带有数据采集软件，可以控制电子天平清零，设置数据采集时间，自动以测试时间为横坐标，瞬时重量为纵坐标绘制采集曲线。

6、优选的，所述强度测试装置包括重量装置、测试桶、压力板，所述重量装置可为砝码，测试桶为带网孔装置，孔大小可流经液体，压力板大小与测试桶大小相匹配，可以在测试桶内上下移动，压力板两侧带有手杆，方便取出。

7、一种凝胶膨胀性测试方法，采用所述的测试装置；具体步骤包括：s1：将网袋挂于电子天平的秤钩上，打开控制电脑的测试软件，对电子天平进行清零；

8、s2：称取一定重量m0的凝胶装于网袋，在实验容器中装入测试介质，介质需淹没网袋，设置读取数据频率，开始进行测试；瞬时重量记为m1，恒重重量记为m2；

9、s3：测试完成后擦拭网袋外水分，称重m3，将网袋放置于测试桶中，盖上压力板，压力板上放置重量装置，一定时间后取出擦拭网袋外水分，称重m4，以失重率评价其膨胀强度；公式如下：膨胀倍率计算公式：

10、

11、式中：m2—凝胶膨胀后恒重重量；m0—凝胶初始重量；

12、膨胀速率计算公式：

13、

14、式中：m1—凝胶膨胀后瞬时重量；m0—凝胶初始重量；t—凝胶膨胀时间；

15、膨胀强度计算公式：

16、

17、式中：m3—凝胶膨胀后重量，m4—凝胶失重后重量。

18、优选的，步骤s2中凝胶为胶块或胶粒或胶粉；实验容器中装入的测试介质可为清水或盐水。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以针对凝胶的膨胀过程进行实时监控，直观反映出不同测试条件、不同测试时间下凝胶的膨胀情况，通过膨胀曲线图直观的看出凝胶膨胀过程中膨胀速率的变化，具有直观性。可以不受凝胶状态限制，胶块、胶粒、胶粉都可以测试，具有普适性。测试步骤简单，并且系统的通过膨胀倍率，膨胀速率，膨胀强度三个方面去评价凝胶的膨胀性。

技术特征：

1.一种凝胶膨胀性测试装置，其特征在于：包括电子天平(1)、隔音罩(2)、实验容器(3)、加热装置(4)、控制电脑(5)、强度测试装置(6)，所述实验容器(3)放置在加热装置(4)上，所述实验容器(3)和加热装置(4)罩在同一个隔音罩(2)的内部，所述隔音罩(2)的顶部放置有电子天平(1)，所述电子天平(1)的底部设置有秤钩，所述电子天平(1)内置有通讯接口，且电子天平(1)通过通讯接口与控制电脑(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种凝胶膨胀性测试装置，其特征在于：所述电子天平(1)为万分之一级电子天平，采用高速单模块称量传感器，可以快速传递准确称量结果，并且具有全自动校准功能，温度漂移及时间设置触发的内置砝码自动校准，确保称量的准确性。

3.根据权利要求1所述的一种凝胶膨胀性测试装置，其特征在于：所述实验容器(3)为玻璃烧杯或符合实验要求的容器，实验容器(3)材质为透明材质，便于观察实验变化，隔音罩(2)为隔音玻璃，防止外界干扰，确保数据采集准确性。

4.根据权利要求1所述的一种凝胶膨胀性测试装置，其特征在于：所述加热装置(4)为可控温装置，温度显示精度为0.01℃，可以满足不同温度下测试要求；控制电脑(5)带有数据采集软件，可以控制电子天平(1)清零，设置数据采集时间，自动以测试时间为横坐标，瞬时重量为纵坐标绘制采集曲线。

5.根据权利要求1所述的一种凝胶膨胀性测试装置，其特征在于：所述强度测试装置(6)包括重量装置(61)、测试桶(62)、压力板(63)，所述重量装置(61)可为砝码或岩石，测试桶(62)为带网孔装置，孔大小可流经液体，压力板(63)大小与测试桶(62)大小相匹配，可以在测试桶(62)内上下移动，压力板(63)两侧带有手杆，方便取出。

6.一种凝胶膨胀性测试方法，其特征在于：采用权利要求1-5任一项所述的测试装置；具体步骤包括：s1：将网袋挂于电子天平(1)的秤钩上，打开控制电脑(5)的测试软件，对电子天平(1)进行清零；

7.根据权利要求6所述的一种凝胶膨胀性测试方法，其特征在于：步骤s2中凝胶为胶块或胶粒或胶粉；实验容器(3)中装入的测试介质可为清水或盐水或其他实验要求水质，比如油田现场水。

技术总结
本发明公开了一种凝胶膨胀性测试方法及其测试装置，包括电子天平、隔音罩、实验容器、加热装置、控制电脑；电子天平进行清零；称取一定重量m0的凝胶装于网袋，在实验容器中装入测试介质，介质需淹没网袋，设置读取数据频率，开始进行测试；瞬时重量记为m1，恒重重量记为m2；测试完成后擦拭网袋外水分，称重m3，将网袋放置于测试桶中，盖上压力板，压力板上放置重量装置，一定时间后取出擦拭网袋外水分，称重m4，以失重率评价其膨胀强度；本发明可以针对凝胶的膨胀过程进行实时监控，通过膨胀曲线图直观的看出凝胶膨胀过程中膨胀速率的变化，具有直观性；测试步骤简单，并且系统的通过膨胀倍率，膨胀速率，膨胀强度三个方面去评价凝胶的膨胀性。

技术研发人员：王蕊,李朋,文新,赖小娟,高进浩
受保护的技术使用者：西安中汇信质量检测技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17