以下是一些常见的塑料密度和相对密度试验方法:
浸渍法:
适用范围:适用于块状、颗粒状、板状、棒状、管状等各种塑料制品。
原理:在标准温度下,用金属丝悬挂着试样全部浸入浸渍液(通常为蒸馏水或其他已知密度的液体)中,根据试样在空气和浸渍液中所测得的重量以及浸渍液的密度,通过公式计算得到试样的密度。例如,先称取试样在空气中的质量
m1,然后将试样完全浸入浸渍液中,称取试样和金属丝在浸渍液中的总质量 m2,同时测量浸渍液的密度 ρ 液,根据公式 ρ 样 = (m1×ρ 液) / (m1 -
m2) 计算出试样的密度 ρ 样。
液体比重瓶法:
适用范围:常用于粉末状、颗粒状或小块状的塑料材料。
原理:将一定质量的塑料试样放入已知体积和密度的比重瓶内,加满液体(通常为蒸馏水或其他合适的液体),使试样完全浸没,然后测量比重瓶内液体的体积变化。通过试样的质量、比重瓶的初始体积、加入试样后液体的体积变化以及液体的密度,来计算试样的密度。比如,已知比重瓶的初始体积
V1,加入试样后液体的体积变为 V2,试样质量为 m,液体密度为 ρ 液,则试样密度 ρ 样 = m / (V2 - V1) × ρ 液。
滴定法:
适用范围:对于一些能与特定溶液发生化学反应且反应程度可量化的塑料材料适用。
原理:通过滴定一定浓度的已知溶液与塑料试样反应,根据反应所消耗的溶液体积来计算塑料试样的密度。例如,塑料试样与某种已知浓度的酸溶液反应,通过滴定酸溶液的体积,结合酸溶液的浓度以及反应的化学计量关系,计算出与塑料试样反应的酸的物质的量,进而推算出塑料试样的质量,再根据试样的体积(可通过测量试样的尺寸计算得出)计算出密度。
密度梯度柱法:
适用范围:适用于各种形态的塑料材料。
原理:制备一个具有密度梯度的液体柱,通常是将两种或多种互不相溶、密度不同的液体按一定比例混合,使其在柱内形成连续的密度梯度。将塑料试样放入密度梯度柱中,试样会在柱内悬浮在与其密度相等的位置。通过测量试样在柱内的位置,对应到已知的密度梯度,从而确定试样的密度。例如,在密度梯度柱中,不同高度位置对应着不同的密度,当试样在柱内静止悬浮时,读取该位置对应的密度值即为试样的密度。
气体比重瓶法:
适用范围:适用于不与气体发生化学反应且内部孔隙较少的塑料材料。
原理:利用气体(如氮气)在一定温度和压力下的特性,将已知体积的塑料试样放入一个封闭的容器(气体比重瓶)中,充入一定量的气体,测量气体在充入试样前后的压力变化。根据理想气体状态方程,通过气体的压力变化、初始状态的气体体积和压力以及试样的体积等参数,计算出试样的密度。例如,已知气体比重瓶的初始体积
V0、初始压力 P0,放入试样后气体压力变为 P1,试样体积为 V 样,则试样密度 ρ 样 = P0×V0 / (P1×V 样 - P0×V0)。