آزمون تعیین دانسیته یا چگالی پلیمرها به روش غوطه وری

چگالی چیست و چه اهمیتی دارد؟

استاندارد تعیین چگالی، تجهیزات مورد نیاز و روش تعیین

تعیین چگالی مایع غوطه وری آزمون

تعیین چگالی گرانول ها یا قطعات پلیمری کوچک

نکات مهم و قابل توجه در آزمون تعیین چگالی

جدول مقادیر چگالی پلیمرهای معروف

خرید کیت و مجموعه اندازه گیری چگالی

دانسیته چیست؟

دانسیته یا چگالی یک ماده پارامتری است که جرم واحد حجم آن ماده را نشان می دهد و با تقسیم جرم ماده بر حجم آن به دست آمده و معمولا بر حسب گرم بر سانتیمتر مکعب یا کیلوگرم بر متر مکعب بیان می شود.

خرید کیت دانسیته یا چگالی پلیمرها به روش غوطه وری (کلیک کنید)

دانسیته پلاستیک ها با تغییر در درجه بلورینگی (کریستالی)، وجود نرم کننده یا پلاستی سایزر، جذب آب و ... نمونه تغییر می کند. نکته مهم تغییر دانسیته پلیمر با دما می باشد. در مقاله زیر به ببرسی اهمیت چگالی یا دانسیته در پلیمرها و پلاستیک ها، شرح روش و چگونگی تعیین چگالی پلیمر ها  توسط دستگاه تست دانسیته به روش غوطه وری می پردازیم.

اهمیت دانسیته پلاستیک ها در موارد زیر می باشد:

تعیین ماهیت ماده، تحلیل تغییرات فیزیکی نمونه، نشان دادن یکپارچگی نمونه، محاسبات مربوط به استحکام و قیمت محصول

استاندارد مرجع روش اندازه گیری تست دانسیته پلیمر: ملی 1-7090 و ISO 1183-1 و ASTM D792

تجهیزات مورد نیاز تست چگالی یا دانسیته پلیمرها: ترازو با دقت 0/1 میلی گرم (4 رقم) – ظرف غوطه وری به همراه تکیه گاه ثابت و سیم نازک به قطر حداکثر 0/5 میلیمتر (کیت دانسیته) – دماسنج با دقت 0/1 سانتی گراد

برای خرید کیت کامل دانسیته (خریددستگاه تست دانسیته) به بخش فروشگاه مراجعه کنید یا با ما تماس  بگیرید.

روش آزمون اندازه گیری چگالی به روش غوطه وری:

ابتدا یک تکه از پلاستیک که قصد تعیین چگالی آن را دارید و یا محصول مورد نظر بریده می شود به طوری که جرم آن حداقل 1 گرم باشد. دقت کنید سطح آزمونه پلاستیکی باید صاف و عاری از هرگونه حفره باشد تا هوا در حین آزمون در آزمونه حبس نشده و ایجاد خطا نکند.

آزمونه را در هوا روی ترازوی ذکر شده در حالی که از سیمی با حداکثر قطر 0/5 میلیمتر آویزان است وزن کنید. (M_S,A) دقت کنید که ارتفاع سیم در طول آزمون نباید تغییر کند یا خم شود. سیم مسی برای اینکار مناسب می باشد. حال آزمونه و سیم را در مایع غوطه وری که داخل ظرف غوطه وری (مثلا بشر) قرار داده، روی تکیه گاه قرار داده و وقتی پایدار شد وزن کنید (M_S,IL). دقت کنید هنگامی که نمونه و سیم را داخل محلول غوطه وری قرار می دهید، حباب های چسبیده به آزمونه تشکیل می شود که سبب ایجاد خطا در آزمون می شود باید با یک سیم نازک به آرامی این حباب هارا خارج کنید. حال با استفاده از رابطه زیر می توانید دانسیته یا چگالی آزمونه پلیمری را محاسبه کنید.

در این رابطه _ILρ دانسیته مایع غوطه وری است. مایع غوطه وری برای تعیین چگالی پلاستیک ها به روش غوطه وری می تواند آب مقطر یا متانول باشد. دانسیته مایع مورد استفاده یا باید توسط تامین کننده تعیین شود و دارای گواهی معتبر باشد. از روی گواهی و اسناد تامین کننده، آزمونگر باید دمای آزمون و مایع را ثبت کند و اقدام به خواندن مقدار دانسیته محلول کند و در رابطه بالا جایگزاری نماید. در صورتی که به اعداد تامین کننده شک کردید یا به مقادیر چگالی در دمای مورد نظر دسترسی نداشتید، می توانید از پیکنومتر برای محاسبه دانسیته مایع غوطه وری استفاده نمایید.

پیکنومتر وسیله ای است شیشه ای که دارای خط نشانی است که حجم دقیق آن را مشخص می کند. اگر در دمای آزمون، مایع را تا آن خط داخل پیکنومتر بریزید، یعنی تا حجم مشخص شده آن یا حجم کالیبره شده آن مایع داخل پیکنومتر اضافه کرده اید. پس حال برای محاسبه دانسیته یا چگالی مایع غوطه وری نیاز به وزن آن دارید. حال پیکنومتر پر شده را روی ترازو وزن کرده و از وزن پیکنومتر خالی کم می کنید. پس حالا وزن مایع غوطه وری داخل پیکنومتر و حجم دقیق آن را دارید. با تقسیم جرم بر حجم چگالی مایع به دست می آید. البته دقت داشته باشید که دمایی که مایع غوطه وری داخل پیکنومتر قرار دارد با دمایی که نمونه را در آن غوطه ور ساختید باید کاملا یکسان باشد. زیراکه چگالی مایعات وابستگی زیادی به دما دارد، به همین علت بهتر است از یک پیکنومتر دماسنج دار استفاده کنید. 

نحوه اندازه گیری دانسیته (چگالی) گرانول ها و سایر موادی که ابعاد کوچکی دارند

سوالی که در اینجا پیش می آید این است که دانسیته گرانول ها یا پلاستیک هایی که ابعاد کوچکی دارند و جرمشان کمتر از 1 گرم است با چه روشی به دست می آید؟

برای این نوع مواد و اجسام می شود از دو راه استفاده کرد. هرچند استفاده از این راه ها در استاندارد ها توصیه نشده است اما نتایج تجربی نشان داده است که این روش ها خطای پایینی دارند. بازهم روش اصلی همان اندازه گیری چگالی پلیمرها به روش غوطه وری است. 

روش اول و بهتر: استفاده از یک توری

شما نمی توانید چند گرانول یا تکه کوچک یک جسم را از سیم آویزان کنید، پس از یک توری استفاده می کنید. توری کوچکی که در تماس با مایع غوطه وری هیچ واکنشی ندهد و تغییری در آن ایجاد نشود. چند دانه گرانول را داخل توری ریخته، از سیم آویزان می کنید، سپس یکبار آن را در هوا یکبار در مایع غوطه وری وزن می کنید و محاسبات محاسبه چگالی پلاستیک دقیقا مثل روش توضیح داده شده در بالاست.

نکته ای که در این روش حائز اهمیت است این است که دقت کنید وقتی چند دانه گرانول پلاستیک را در توری قرار می دهید امکان دارد بین این دانه ها هوا گیر کند و حباب به وجود آید، اینکار باید با نهایت دقت انجام شده و حباب گیری به بهترین روش انجام شود تا در اندازه گیری دانسیته پلیمر خطایی ایجاد نشود.

روش دوم (تجربی)

روش دومی که برای محاسبه دانسیته این نوع اجسام و مواد به کار می رود، تغیر شکل مواد است. به عنوان مثال چند گرانول را از میان دستگاه شاخص جرمی مذاب (MFR) عبور می دهند تا ذوب شده و رشته ای یکپارچه با وزنی بیش از 1 گرم به دست آید. حال مطابق روش ابتدایی، دانسیته آن را محاسبه می کنند.

نکات مهم در آزمون تعیین دانسیته یا چگالی پلیمرها به روش غوطه وری:

• باید دمای آزمون و دمای مایع غوطه وری ثبت شود و بدون تغیر باشد.

• نباید از مراجع مانند هندبوک یا بعضی سایت های موجود برای دستیابی به دانسیته مایع غوطه وری در دماهای مختلف استفاده کرد.

• حباب گیری در ابتدای تست تعیین چگالی یا دانسیته پلیمرها باید کاملا با دقت و کامل انجام شود.

• طول سیم در حین آزمون نباید تغییر کند.

• دستگاه تست دانسیته (کیت دانسیته) و ترازو روی یک میز قرار می گیرد که باید توسط دمپرهایی ارتعاش گیری شود تا کوچکترین خطایی در خواندن وزن ها رخ ندهد (برای خرید دستگاه تست دانسیته و نصب صحیح اجزا با ما تماس بگیرید یا به فروشگاه تخصصی پلیمر ما مراجعه نمایید. )

• اگر دانسیته آزمونه پلاستیکی از مایع غوطه وری کمتر است و روی آن قرار میگیرد، بهتر است مایع غوطه وری دیگری انتخاب نمایید.

مقادیر چگالی یا دانسیته پلیمرهای معروف:

به منظور آموزش کار با تجهیزات آزمایشگاهی و روش های آزمون نظیر تعیین چگالی کافی است با ما تماس بگیرید.

برای مطالعه بیشتر در این خصوص به بخش آموزش و مشاوره  در وبسایت "پلیمر ما" مراجعه فرمایید.

برای خرید تجهیزات آزمایشگاهی و تست پلیمر ها و محصولات پلاستیکی به فروشگاه پلیمرما مراجعه و یا با ما تماس بگیرید.