ISO 1183 Kunststoffe – Verfahren zur Bestimmung der Dichte von nichtzelligen Kunststoffen

Die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) entwickelte Norm „ISO 1183 Kunststoffe – Verfahren zur Bestimmung der Dichte von nicht-zellularen Kunststoffen“ besteht aus mehreren Unterabschnitten, die unter demselben Titel veröffentlicht wurden. Nämlich,

• Die Norm „ISO 1183-1 Teil 1: Immersionsverfahren, Flüssigkeitspyknometerverfahren und Titrationsverfahren“ beschreibt drei Verfahren zur Bestimmung der Dichte von nicht-schaumförmigen Kunststoffen in Form von hohlraumfreien Formkörpern oder extrudierten Objekten, Pulvern, Flocken und Granulaten:
  • Verfahren A: Tauchverfahren für feste Kunststoffe (ausgenommen Pulver) in lunkerfreier Form.
  • Methode B: Flüssigkeitspyknometermethode für Partikel, Pulver, Flocken, Granulate oder kleine Stücke von Fertigteilen.
  • Methode C: Titrationsverfahren für Kunststoffe in jeder lunkerfreien Form.
• Die Norm „ISO 1183-2 Teil 2: Dichtegradientensäulenverfahren“ beschreibt ein Gradientensäulenverfahren zur Bestimmung der Dichte von nichtzelligen geformten oder extrudierten Kunststoffen oder Pellets in Hohlraumform. Dichtegradientensäulen sind Säulen, die ein Gemisch aus zwei Flüssigkeiten enthalten, wobei die Dichte in der Säule von oben nach unten gleichmäßig zunimmt.
• „ISO 1183-3 Teil 3: Die Norm „Gaspyknometer-Methode“ beschreibt eine Methode zur Bestimmung der Dichte oder des spezifischen Volumens von festen, nicht zelligen Kunststoffen beliebiger Form, die keine geschlossenen Poren enthalten.

Die Dichte wird häufig verwendet, um Änderungen in der physikalischen Struktur oder Zusammensetzung von Kunststoffen zu verfolgen. Die Dichte kann auch bei der Beurteilung der Gleichmäßigkeit von Proben oder Mustern hilfreich sein. Im Allgemeinen hängt die Dichte von Kunststoffen von der Wahl der Probenvorbereitungsmethode ab. In diesem Fall sollen die genauen Angaben zur Probenvorbereitung in die entsprechende Materialspezifikation aufgenommen werden. Diese Erläuterungen gelten für alle drei oben genannten Methoden.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Unter Masse versteht man die Menge an Materie, die ein Objekt enthält. Sie wird in Kilogramm (kg) oder Gramm (g) ausgedrückt.
• Die scheinbare Masse bezieht sich auf die Masse eines Objekts, die durch Messen seines Gewichts mit einer entsprechend kalibrierten Waage ermittelt wird. Es wird im Allgemeinen als kg/m3 oder g/cm3 ausgedrückt.
• Die Dichte drückt das Verhältnis der Masse einer Probe zu ihrem Volumen (bei einer bestimmten Temperatur) aus.

Das Volumen einer Probe mit bekannter scheinbarer Masse wird durch Messung der Volumenänderung des Gases in einem Pyknometer beim Einführen der Probe bestimmt. Die Volumenänderung kann direkt durch einen bewegten Kolben oder indirekt durch Messung der Druckänderung in einem Pyknometer und Berechnung des Volumens mithilfe der Druck-Volumen-Beziehung für ideale Gase ermittelt werden. Das mit diesem Verfahren ermittelte Volumen ist lediglich relativ zum Feststoff ohne seine Poren. Die Dichte wird mithilfe der im Standard angegebenen Gleichung berechnet.

Je kleiner die Moleküle des Gases sind, desto enger sind die Poren, die durchdrungen werden können. Vorzugsweise sollten Gase mit geringer Adsorptionsaffinität zum Testmaterial verwendet werden. Insbesondere bei Pyknometern zur Druckmessung hängt die Genauigkeit der Methode von der Anwendbarkeit des idealen Gasgesetzes (Boyle-Mariotté-Gesetz) ab.

Für hochgenaue Messungen sollte vorzugsweise Helium verwendet werden, da es sich wie ein ideales Gas verhält. Es kann in Poren mit einem Durchmesser von mindestens 1 µm eindringen und hat eine geringe Tendenz, an der Oberfläche des Testmaterials zu haften.

Die Prüfatmosphäre sollte der „ISO 291 Kunststoffe – Standardatmosphären für Konditionierung und Prüfung“ oder einer entsprechenden Materialnorm entsprechen. Im Allgemeinen müssen Proben nicht auf eine konstante Temperatur konditioniert werden, da die Bestimmung selbst die Probe auf die konstante Temperatur des Tests bringt. Proben, deren Dichte sich während der Prüfung so stark ändert, dass die Änderung größer ist als die erforderliche Genauigkeit, müssen vor der Messung entsprechend der geltenden Materialspezifikation konditioniert werden. Wenn Dichteänderungen im Laufe der Zeit oder atmosphärische Bedingungen das Hauptziel der Messungen sind, müssen die Proben wie in der Materialspezifikation beschrieben oder, falls keine Materialspezifikation vorliegt, wie von den beteiligten Parteien vereinbart konditioniert werden.

Unsere Organisation verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen im Bereich Wissenschaft und Technologie weltweit aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. Zu den zahlreichen Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die wir für Unternehmen aus verschiedenen Branchen durchführen, gehören auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ISO 1183 Kunststoffe – Verfahren zur Bestimmung der Dichte von nichtzelligen Kunststoffen“.