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密 度是指单位体积内物体在恒定温度下所具有的质量。它是一个重要的物性参数, 表示了物体的致密性并决定了物体的一些其他的性质。例如,发泡高分子聚合物的密度决定了它的承压性能。当高分子聚合物材料用于夹层结构 (sandwich)时,材料的密度决定了芯材的一个重要性质:剪切强度。此外,结晶高分子聚合物的密度还可以间接地揭示结晶的程度。需要强调的是物体的 密度往往是温度的函数。

表征方法及原理

1.高分子聚合物的密度测试方法

1.1 密度梯度管法

1.在密度梯度管中配置自上而下密度连续变化的密度梯度液体;

2.用标准密度的玻璃小球标定密度梯度管中不同位置高度的密度值;

3.将待测高分子聚合物的样品投入标定后的密度梯度管中;

 

4. 读取聚合物样品在密度梯度管中的位置(高度值)。与此高度相对应的密度值,即为聚合物样品的密度。

1.2 浮力法

根据阿基米德原理,以浮力来计算受测试样的体积。该法适用吸水性不强且比重大于水的的材料(注:吸水性不强的材料系指不因吸水而影响浮力测量精度的材料)。

标准试验温度:23℃。

试样表面应光滑,尺寸适中,使试样不与容器壁接触,通常试样质量为15g。为避免个异性,通常测定5个试样的密度值。

 

试验步骤:

1. 分别称量试样和金属丝的质量,准确到0.1mg

2. 将由该金属丝悬挂着的试样全部浸入到容器内蒸馏水中,容器内水的温度应为23±0.5℃。用一根细金属丝尽快地除去粘附在试样上的气泡。称量水中试样质量,准确到0.1mg

3. 试样密度按下式计算:

Dt=m1×Dw /m1+m3-m2

式中:Dt—试样在t℃时的密度,g/cm3;

m1—试样在空气中的质量,g;

m2—试样悬挂在水中的质量,g;

m3—金属丝的质量,g;

Dw—水在t℃时的密度,g/cm3。在23℃下其值为0.997 6g/cm3

1.3 几何法

以规则几何体作试样,用测量的试样尺寸计算试样体积。该法适用于吸水性强的材料。

试样应为规则的几何体,其任一方向的尺寸不得小于4mm,试样体积必须大于10cm3

试验步骤:

1. 称量试样质量,准确到1 mg

2. 在试样每一特征方向均布的三点上,测量试样尺寸,准确到0.02mm。三点尺寸相差不应超过1%。取三点的算术平均值作为试样该方向的尺寸。

3. 试样密度按下式计算:

Dt=m/V

其中:Dt—试样在t℃时的密度,g/cm3;

m—试样质量,g;

V—试样体积,cm3

2.相对密度

在测得高分子聚合物材料的的密度,并已知参比物的密度后可以计算材料的相对密度。相对密度是指一定体积材料的质量与同温度等体积的参比物质量量之比。

Dtt=Dt/Dtc

其中:Dtt—试样在t℃时的相对密度;

Dt—试样在t℃时的密度,g/cm3;

Dtc—参比物在t℃时的密度,g/cm3


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