1 前言

變色硅膠是以細孔硅膠為基礎原料，經氯化鈷浸漬處理、干燥活化后制成的一種具有指示功能的吸附干燥劑。變色硅膠廣泛應用于儀器儀表干燥、精密設備防潮、藥品包裝、電子元器件儲存、氣體凈化等領域。在運輸、儲存及使用過程中，硅膠顆粒的抗壓碎能力直接影響其使用壽命和使用效果。若變色硅膠顆粒強度不足，在運輸及裝填過程中容易破碎粉化，產生大量細小顆粒和粉塵，不僅造成吸附劑損耗，還可能污染被保護的產品或設備。因此，顆粒強度是評價變色硅膠產品質量的重要物理指標之一。變色硅膠為硬質球形脆性顆粒，受壓達到臨界壓力后直接破碎，適配儀器脆性顆粒-球形顆粒檢測模式。

《GB/T 34709-2017 硅膠通用試驗方法》明確規定了硅膠系列產品顆粒強度的測定方法，適用于A型硅膠、C型硅膠、微球硅膠、變色硅膠、指示劑硅膠、B型硅膠、變壓吸附硅膠、FNG耐水硅膠等系列產品。

本方案基于HM-KD顆粒強度測定儀構建標準化檢測體系，依據GB/T 34709-2017《硅膠通用試驗方法》及GB/T 44750-2024《顆粒 抗壓強度的測量》通用顆粒強度檢測標準，結合變色硅膠的顆粒特性，詳細規定了樣品選取、測定步驟及結果計算方法，確保檢測結果準確可靠，滿足產品質量控制與合規性評價需求。本方法適用于含鈷變色硅膠、無鈷變色硅膠、藍膠指示劑等各類變色硅膠及普通硅膠干燥劑顆粒的強度檢測，滿足硅膠生產企業質量控制、干燥劑生產企業來料檢驗、第三方質檢實驗室合規檢測需求。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

HM-KD顆粒強度測定儀（全型號通用）；標準分樣篩（根據變色硅膠粒徑規格配備）；鑷子等。

圖1：HM-KD顆粒強度測定儀外觀圖

2.2 耗材與輔助用品

變色硅膠顆粒；無水乙醇（分析純）；無塵軟毛刷。

3 實驗方法

3.1 樣品準備

取樣：按照GB/T 41948《顆粒表征 樣品準備》的規定進行取樣。從批量產品中隨機采集具有代表性的變色硅膠樣品，取樣量應足夠完成全部測試。

篩分等級：

根據產品標準規定的粒度范圍，使用對應規格的標準篩對樣品進行篩分。常見的變色硅膠粒度分級如下：

?                      小球型：粒徑d ＜ 2.00 mm

?                      中球型：2.00 mm ≤ d ＜4.00 mm

?                      大球型：4.00 mm ≤ d ＜6.00 mm

篩分后選取目標粒度區間的完整顆粒備用。

樣品挑選：用鑷子從篩分后的樣品中隨機選取30粒沒有裂痕、外觀渾圓的變色硅膠顆粒。

樣品預處理：變色硅膠具有較強的吸濕性，測試前將待測樣品在恒溫恒濕的環境中平衡2h。

3.2 樣品測試步驟

開機自檢：開啟儀器電源，選擇顆粒類型（變色硅膠屬于脆性顆粒），儀器自動完成整機自檢。壓桿自動升降歸零，自檢完成后，界面顯示“待檢測"。

模式選擇：選擇球形顆粒檢測界面，清空歷史測試數據。

樣品放置：用鑷子夾取1顆變色硅膠顆粒平穩放置于樣品托盤中心區域，保證顆粒居中無傾斜。

啟動測試：點擊“開始"進行測試。壓桿勻速向下運動，接觸樣品后實時顯示當前壓力值。

數據采集：儀器持續實時采集壓力數值，變色硅膠顆粒受壓破碎瞬間蜂鳴報警，設備自動記錄破碎峰值壓力，壓桿自動回升至初始位置，單次測試數據自動存入系統。

清理托盤：單次測試完成后，用毛刷清掃托盤內硅膠碎屑，再進行下一粒測試。

平行測試：每組連續有效測試15粒，中途若顆粒打滑、未破碎觸發超壓保護，點擊“停止"舍棄本次數據，重新檢測。

3.3 安全注意事項

含鈷變色硅膠中氯化鈷具有一定毒性，操作過程中建議佩戴手套，避免粉塵吸入。

測試過程中禁止接觸托盤壓頭，防止夾手。

顆粒破碎時會產生碎屑飛濺，需穿戴實驗服、口罩和眼罩等防護用品。

若測試樣品超過儀器最大量程，將觸發保護，當前測試不計數據、不計次數。

3.4 儀器操作說明

顆粒類型選擇：開機主界面選擇“脆性顆粒"（變色硅膠屬于脆性顆粒）。

清零：如儀器不顯示“0"，點擊“清零"按鍵。

查看數據：點擊“查看"進入查看界面，可存儲15次測試數據，保存平均值及變異系數。

打印：點擊“打印"打印本輪測試數據。

清空：點擊“清空"清空本輪測試數據粒。

圖2：樣品測試過程

4 結果與討論

4.1 結果統計

儀器自動存儲15組單粒顆粒破碎壓力值，自動計算：

單粒顆粒強度：破碎瞬間最大壓力，單位N；

批次平均顆粒強度：15組數據算術平均值，單位N；

變異系數Cv：反應變色硅膠肥顆粒強度均勻性，用于評價生產工藝穩定性。

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結果。

4.2 測試結果

圖3：顆粒強度測試數據圖

4.3 精密度

變異系數越小，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影響顆粒的顆粒強度結果。

5 方案特點與優勢

5.1 HM-KD顆粒強度測定儀優勢

全型號適用：KD1-KD3均可執行本方案，操作方法一致。

操作簡便：觸摸交互界面，參數一鍵設定，自動計算并支持打印。

自動化程度高：設有自動超壓保護裝置，防止超大硬度顆粒損傷傳感器。

高分辨率：0.01N高分辨率，精準區分不同配方變色硅膠的強度微小差異，便于工藝優化。

5.2 方案適用性

樣品類型：含鈷變色硅膠、無鈷變色硅膠、普通硅膠干燥劑等各類球形硅膠顆粒。

檢測范圍：顆粒直徑0.2 ~ 25 mm、0.5 ~ 25 mm（根據儀器型號）。

高效穩定：單個樣品檢測時間短，重復性好，滿足批量檢測需求。

5.3 質量控制要點

環境要求：工作環境溫度10 ~ 30℃，相對濕度≤ 70%的條件下使用。變色硅膠吸濕性強，測試環境應保持干燥。

樣品代表性：確保選取的顆粒具有代表性，能真實反映該批次樣品的整體質量狀況。

篩分規范：根據產品標準規定的粒度范圍進行篩分，確保測試顆粒的粒徑符合要求。

操作規范：測試過程中應保持儀器清潔干燥，檢測完成后使用毛刷清理碎屑。

定期校準：定期使用砝碼校準力值，保證數據準確度。

6 結論

本方案依據《GB/T 34709-2017 硅膠通用試驗方法》及《GB/T 44750-2024 顆粒 抗壓強度的測量》國家標準，結合HM-KD系列顆粒強度測定儀，提供了標準化的變色硅膠顆粒抗壓強度測定方法。該方法針對變色硅膠的脆性球形顆粒特性，采用脆性顆粒-球形顆粒檢測模式，操作簡便、自動化程度高、結果準確可靠。本方法可有效評價變色硅膠顆粒在運輸、儲存和使用過程中的抗破碎能力，適用于硅膠生產企業質量控制、干燥劑生產企業來料檢驗、第三方質檢實驗室合規檢測等應用場景。

7 參考文獻

[1] GB/T 44750-2024 顆粒 抗壓強度的測量[S].

[2] GB/T 34709-2017 硅膠通用試驗方法[S].

[3] GB/T 41948 顆粒表征 樣品準備[S].

[4] HG/T 2765.4 藍膠指示劑、變色硅膠和無鈷變色硅膠[S].

山東恒美電子科技有限公司 應用研究部