Методы определения плотности пластмасс кратко

Обновлено: 02.07.2024

Пластмассы. Метод определения плотности (объемной массы)

В документе освещены следующие темы:

Стандарт распространяется на пластмассы в виде листов, пластин, трубок, отливок, гранул или порошков и устанавливает пять методов определения плотности (объемной массы):обмер и взвешивание (по объему и массе);гидростатическое взвешивание;пикнометрический;флотационный (изменением плотности рабочей жидкости);метод градиентной колонки.Стандарт не распространяется на пористые пластмассы.

В нашем каталоге подзаконных нормативных документов, вы можете загрузить документ ГОСТ 15139-69. Величина документа составляет 18 стр. Мы имеем широкую базу документов ГОСТы. Для более комфортного просмотра мы подогнали все файлы в комфортные форматы PDF и DOC и оптимизировали файл до размера 2.4 МБ. Текущий акт нормативной документации введен 01.07.1970. В нашем интернет-каталоге всего 23156 документов. Если, вы удалите документ или пожелаете проверить его новизну, он в любое время доступен по ссылке: /media/new/regulation/gost-15139-69-plastmassy-metod-opredeleniia-massy.pdf

Измерение плотности необходимо для обеспечения стабильного качества пластмасс.

Согласно закону Архимеда, тело, погруженное в жидкость, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. Именно этот принцип, установленный еще в 200 г. до н.э., используется в современных весах МЕТТЛЕР ТОЛЕДО MS-TS, ML-T и ME-T для проверки комплектности формованных пластмассовых деталей и гарантии стабильного качества продукции.

Определение плотности предполагает взвешивание исследуемого объекта сначала на воздухе, а затем в жидкости с известной плотностью (обычно это вода или этанол).

С помощью соответствующего комплекта весы МЕТТЛЕР ТОЛЕДО MS-TS, ML-T или ME-T можно использовать для измерения плотности.

Встроенное приложение дает четкие инструкции на каждом этапе процесса и автоматически вычисляет конечный результат. Полученную плотность можно затем сравнить с заранее установленными допусками, чтобы проконтролировать соответствие детали необходимым стандартам качества.
Сравнение значений плотности в динамике по времени позволяет выявить скрытые негативные тенденции в сырьевом материале или в самом процессе литья под давлением.
Анализ таких тенденций помогает снизить количество отбраковок, а также повысить производительность и экономическую эффективность.

В руководстве по применению МЕТТЛЕР ТОЛЕДО рассказывается, как легко определить плотность пластмассовых деталей с использованием встроенного приложения на аналитических весах МЕТТЛЕР ТОЛЕДО MS-TS, ML-T или ME-T с комплектом для измерения плотности.

Плотность полимерных материалов определяют несколькими способами. Наиболее распространены методы обмера и взвешивания и гидростатический.

Метод обмера и взвешивания

Оборудование и материалы: полимерные материалы различной природы, весы, мерный цилиндр.

Ход работы. Взвешивают образец пластмассы, не содержащей пузырей, на весах с точностью до 0,001 г, определяют его объем и вычисляют плотность r , г/см 3 , пользуясь формулой ρ= m/V , где m – масса образца, г; V – объем образца, см 3 .

Для образцов простой формы объем определяют путем непосредственного измерения размеров с точностью до 0,01 мм микрометром.

Гидростатический метод определения плотности

При сложной форме образца объем определяют по вытеснению воды. Образец полимера опускают в мерный цилиндр с дистиллированной водой. При полном погружении образца замечают увеличение объема воды в цилиндре.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение трех измерений.

Определение плотности гранулированных полимерных материалов

Оборудование и материалы: цилиндр вместимостью 250 мл, этиловый спирт или вода, полимерный материал.

Ход работы. Образец взвешивают на воздухе с точностью 0,001 г.

В цилиндр наливают 150 мл этилового спирта или дистиллированной воды при температуре 20±2°С. Стакан с жидкостью взвешивают с точностью 0,001 г. В жидкость помещают образец и повторяют взвешивание.

Плотность образца в г/см 3 вычисляют по формуле

где m , m₁ – масса образца на воздухе и в жидкости соответственно, г; r_ж – плотность жидкости при 20°С, г/см 3 .

За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение трех измерений.

Список литературы: Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов: справ. пособие. – М.: Машиностроение, 1993. – Т.3. Методы исследования неметаллических материалов. – 283 с. 2. Пластмассы. Методы определения плотности (объемной массы): ГОСТ 15139–69. – Введен 01.07.1970. – М.: Изд-во стандартов, 1988.– 18 с
Автор: Кордикова Е.И., кандидат технических наук, доцент кафедры механики материалов и конструкций БГТУ
Источник: Композиционные материалы: Лабораторный практикум, 2007 год
Дата в источнике: 2007 год

Краткое описание

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Объем ванны: 45 литров
Размеры колонны: L=850 мм, D=55 мм
Встроенное термостатирующее устройство
Встроенная система охлаждения
Штуцера для подвода и отвода воды
Охлаждающий змеевик
Общие размеры: 310 x 310 x 1080 (В) мм
Масса: 10 кг
Требования к подключению: 230В, 50Гц

ОПЦИИ И АКСЕССУАРЫ (по дополнительному заказу):

Система залива самотеком включает металлическую стойку, магнитную мешалку, две конических колбы (по 200мл) стеклянные соединительные трубки и переходники.

общие габариты: 500*160мм
вес: 6 кг
требования подключения : 230В, 50Гц

Косметических средств, БАД к пище, фасовка пищевой продукции.

Плотность. Понятия и методы ее измерения

Более чёткое определение понятия плотности требует уточнения формулировки этого термина:

Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородных тел она имеет называние просто плотности тела.
Плотность вещества — это плотность указанных тел, которые состоят из этого же вещества.
Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела (m), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (V), когда этот объём стремится к нулю, или, записывая кратко .

При таком предельном переходе необходимо учитывать, что на атомарном уровне любое тело является неоднородным, в связи с чем необходимо остановиться на том объёме, который применяется для соответствующей используемой физической модели.

Насыпная плотность - под насыпной плотностью различных сыпучих материалов (сахар, лактоза, крахмал и т.д.) понимают количество этого порошка (сыпучего продукта), которое находится в свободно засыпанном состоянии в определённой единице объема.
Относительная плотность – является отношением двух понятий, т.е. терминов, и может рассматриваться как отношение объёмной, то есть насыпной плотности, к истинной плотности.

Плотность продукции является важным параметром при изготовлении косметической продукции, так как она влияет на внешний вид продукта, его органолептические свойства, вес и стоимость готовой продукции. Очень важно учитывать плотность продукта при фасовке изготовленной продукции во флаконы, тубы, банки и так далее.

Например, плотность кремов - меньше единицы. Как правило, плотность крема находиться в пределах 0,96 – 0,98 г/см 3 . В соответствии с проведёнными испытаниями при плотности 0,96 и объеме 50 мл масса крема составит 48 г, а при плотности 0,98 масса увеличивается уже до 49 г.

Плотность шампуней, наоборот, больше или равна единице, она находиться в пределах 1,0 - 1,04 г/см 3 . Исследования показывают, что при плотности 1,0 и объеме 100 мл масса шампуня в упаковке составит 100 г, а при плотности 1,04 уже 104 г.

Как уже говорилось, плотность определяется как отношение массы тела к занимаемому объёму. Поэтому, числовые значения плотности вещества показывают массу принятой или указанной единицы объема этого вещества. Как видно из приведённого примера, плотность металла, в данном случае чугуна, 7 кг/дм 3 . Получается, что 1 дм 3 чугуна имеет массу 7 кг. Сравниваем плотность водопроводной воды – 1 кг/л. Из этого примера следует, что масса 1 л водопроводной воды равна 1 кг. Один и тот же объём разной субстанции или вещества имеют различный вес.
Известно, что при снижении температуры плотность тел увеличивается.

Существует два основных метода определения плотности вещества: ареометрический и пикнометрический. Для измерения плотности различных жидкостей используется ареометр, а для измерения плотности кремов, бальзамов, гелей, зубных паст используется пикнометр.

Ареометр — прибор, которым пользуются для измерения плотности различных жидкостей и жидких субстанций. Как правило, он представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой значительно расширена в диаметре. При калибровке расширенная часть заполняется дробью или ртутью, которые используются для достижения заданной массы. В верхней части ареометра находится проградуированная шкала в определенных соответствующих значениях плотности. Поскольку плотность жидкостей и жидких субстанций весьма значительно зависит от температуры, поэтому ареометр или снабжают термометром, или производят одновременное измерение температуры жидкости другим термометром.

Для проведения процедуры измерения плотности жидкой субстанции или жидкости чистый ареометр осторожно помещают в достаточного объема мерную мензурку с жидкостью, но таким образом, чтобы ареометр свободно плавал в ней. Значения плотности определяют по шкале ареометра находящейся на нижнем крае мениска жидкости.

В физике Ареометром называют прибор, служащий для определения значения плотности и, следовательно, определения удельного веса тел.

Историки науки считают, что ареометр как прибор для проведения измерений изобрела Гипатия – знаменитая женщина-ученый, астроном, математик и философ, глава Александрийской школы неоплатонизма. Благодаря её научной деятельности были изобретены или усовершенствованы и другие приборы: дистиллятор, астролябия и планисфера.

Устройство современных ареометров, как и ареометров, применяемых в древности, основано на известном гидростатическом законе - законе Архимеда, Как известно из школы младших классов, закон Архимеда гласит, что каждое тело плавает в жидкости и погружается настолько глубоко в нее, что вес вытесненной этим телом жидкости равен весу всего тела, плавающего в этой жидкости.

Архимед служил при дворе Гиерона II – тирана Сиракуз, который правил в 270-215 годах до нашей эры, а с 269 года до нашей эры носил титул царя. Гиерон слыл коварным, жадным и подозрительным правителем.

Он подозревал своих ювелиров в том, что при изготовлении золотых изделий они подмешивают в золото серебро или хуже того олово к благородному металлу, что и послужило причиной открытия одного из физических законов. Он поручил Архимеду изобличить мастеров-ювелиров, так как он был уверен, что при изготовлении для него короны ювелиры украли золото.

Для решения этой сложной задачи необходимо знать не только массу, но и определить объём изготовленной короны, а это было самым сложным, чтобы в дальнейшем вычислить плотность металла. Корона имеет сложную и неправильную геометрическую форму, определить её объём - очень не простая задача, над решением которой долгое время размышлял Архимед.

Благодаря этому Архимедом и был открыт принцип или, как его ещё называют, закон плавучести. Твердое тело, погружённое в жидкость, вытеснит объем жидкости, равный объему погруженного в жидкость тела. В воде может плавать любое тело, если его средняя плотность меньше плотности той жидкости, в которую его поместили.

Закон Архимеда гласит: на всякое тело, которое погружено в жидкость или в газ, действуют выталкивающие силы, направленные вверх и равные весу вытесненной им жидкости или газа.
До настоящего времени человечество успешно применяет знания, полученные от далёких предков во многих областях своей деятельности, в том числе и при производстве косметики.

Как уже говорилось, для измерения плотности используется также пикнометр. Измерение плотности с помощью пикнометра проводят следующим образом.

Перед испытанием необходимо промыть пикнометр последовательно растворителем для удаления следов испытуемого вещества, затем хромовой смесью, водой, спиртом, эфиром, затем высушить до постоянной массы и взвесить (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до четвертого десятичного знака).

Пикнометр заполняется с помощью воронки или пипетки дистиллированной водой немного выше метки, закрывается пробкой и помещается на 20 минут в термостат с температурой (20 ±0,1)°С.

При достижении температуры (20 ±0,1)°С, необходимо довести уровень воды в пикнометре до метки, быстро отбирая излишек воды при помощи пипетки или свернутой в трубку полоски фильтровальной бумаги или, добавляя водой до метки, закрыть пикнометр пробкой и поместить пикнометр в термостат с температурой (20 ±0,1) °С на 10 минут.

Вынуть пикнометр из термостата, взвесить, освободить от воды, высушить его и заполнить пикнометр испытуемой жидкостью и термостатировать.

Вычислите плотность ( ) в г/см 3 по формуле:

где : m₁ – масса пикнометра с испытуемой жидкостью, г;
m₀ – масса пустого пикнометра, г;
m₂ - масса пикнометра с водой, г;
А – поправка на аэростатические силы, вычисляется по формуле:

где : V – объем пикнометра, см 3 ;
0,0012 – плотность воздуха при 200С, г/см 3 ;
0,9982 – плотность воды при 200С, г/см 3 ;

Для определения плотности взвесьте пустой шприц (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до второго десятичного знака), наполните шприц дистиллированной водой до максимальной метки, затем тщательно вытрите поверхность шприца и произведите повторное взвешивание.

Объем (V) шприца определите по формуле:

где : m₁ – масса шприца с водой (г) , m₀ - масса пустого шприца (г) , 0,9982 - плотность воды при 200С, г/см 3 ;

Снова взвесьте пустой шприц (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до второго десятичного знака), заполните шприц косметической массой до максимальной метки, не допуская попадания пузырьков воздуха.

Тщательно вытрите поверхность шприца и произведите его повторное взвешивание.

Плотность ( ) в г/см 3 вычислите по формуле:

Где, m₁ – масса шприца с косметическим средством (г) , m₀ - масса пустого шприца (г) , V – объем шприца (см 3 )

За результат испытания принимают среднеарифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает 0,01 г/см 3 .
Этот метод позволяет быстро определить плотность изготовленного косметического продукта.

Читайте также: