La norme « ASTM D1505-10 Standard test Method for Density of Plastics by Density Gradient Technique » publiée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) décrit une méthode de test permettant de déterminer la densité des plastiques solides. Cette méthode de test est basée sur l'observation du niveau auquel un échantillon de test coule dans une colonne de liquide qui présente un gradient de densité par rapport aux normes de densité connues. Cette méthode d'essai est équivalente à la « ISO 1183-2 Plastiques - Méthodes de détermination de la densité des plastiques non cellulaires - Partie 2 : Méthode sur colonne à gradient de densité » développée par l'organisation internationale de normalisation (ISO). Cette norme ISO définit également une méthode de colonne à gradient pour déterminer la densité des plastiques ou des granulés non cellulaires moulés ou extrudés sous forme sans vide. Les colonnes à gradient de densité sont des colonnes contenant un mélange de deux liquides, la densité dans la colonne augmente progressivement de haut en bas.
Selon la norme ASTM D1505-10, la densité d'une substance solide est une propriété facilement mesurable qui est souvent utile pour suivre les changements physiques dans un échantillon, démontrant et identifiant l'uniformité entre les échantillons. La méthode de test décrite est conçue pour produire des résultats précis à mieux que 0,05 pour cent. Lorsqu'une précision de 0,05 % ou plus est souhaitée, le tube à gradient doit être configuré de manière à ce que des distances verticales de 1 mm représentent des différences de densité ne dépassant pas 0,0001 g/cm3. La sensibilité de la colonne est alors de 0,0001 g/cm3 mm. Lorsqu'une sensibilité moindre est requise, le tube à gradient doit être configuré à la sensibilité requise.
Le matériel utilisé lors de ces tests comprend :
L’échantillon d’essai doit être constitué d’un morceau du matériau testé. Le morceau doit être découpé selon n’importe quelle forme pratique pour une identification facile, mais doit avoir des dimensions permettant la mesure de position la plus précise du centre de volume de l’échantillon en suspension. Lors de la découpe d'échantillons, il faut veiller à éviter les changements de densité dus aux contraintes de compression. Les positions d'équilibre des échantillons de film dans la plage d'épaisseur de 0,025 à 0,051 mm peuvent être affectées par la tension interfaciale. Si cet effet est suspecté, des films d'une épaisseur d'au moins 0,127 mm doivent être testés. L'échantillon doit être exempt d'impuretés et de vides et ne doit pas présenter de vides ou de caractéristiques de surface qui pourraient piéger des bulles.
Les flotteurs en verre sont préparés par toute méthode appropriée de manière à ce qu'ils soient entièrement recuits, approximativement sphériques, aient un diamètre maximum inférieur au quart du diamètre intérieur de la colonne et n'interfèrent pas avec les éprouvettes. Une solution (400 à 600 ml) des liquides à utiliser dans le tube à gradient est préparée de manière à ce que la densité de la solution soit approximativement égale à la densité la plus basse souhaitée. Pendant que les flotteurs sont à température ambiante, ils sont lentement libérés dans la solution. Les bouées qui coulent trop lentement sont conservées, et celles qui coulent trop vite sont jetées ou conservées pour un autre tube. Si nécessaire pour obtenir un espacement approprié des flotteurs, les flotteurs sélectionnés sont broyés à la densité souhaitée en frottant la tête du flotteur sur une plaque de verre sur laquelle une fine suspension de carbure de silicium de 400 ou 500 mesh ou un autre abrasif approprié a été étalée. Les progrès doivent être surveillés en laissant tomber le flotteur dans la solution d'essai à intervalles réguliers et en notant le changement dans la vitesse de descente.
Les échantillons d'essai dans lesquels le changement de densité pendant le conditionnement est supérieur à la précision requise pour la détermination de la densité doivent être conditionnés avant l'essai conformément à la méthode répertoriée dans la spécification des matériaux ASTM applicable.
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