Standardowe metody badań ASTM D792 dotyczące gęstości i ciężaru właściwego (gęstości względnej) tworzyw sztucznych metodą wypierania

Norma „ASTM D792 Standardowe metody badania gęstości i ciężaru właściwego (gęstości względnej) tworzyw sztucznych metodą wyporu” opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) opisuje metody badawcze służące do określania ciężaru właściwego (gęstości względnej) i gęstości tworzyw sztucznych w postaci arkuszy, prętów, rur lub produktów formowanych:

• Metodę badawczą A stosuje się do badania tworzyw sztucznych w wodzie.
• Metodę badawczą B stosuje się do badania tworzyw sztucznych w cieczach innych niż woda.

Gęstość właściwa ciała stałego to właściwość, którą można łatwo zmierzyć, aby zidentyfikować materiał, śledzić zmiany fizyczne w próbce, określić stopień jednorodności różnych jednostek próbki lub próbek lub określić średnią gęstość dużego produktu.

Różnice w gęstości pojedynczego materiału mogą wynikać z lokalnych różnic w krystaliczności, utraty plastyfikatora, absorpcji rozpuszczalnika lub innych przyczyn. Możliwe jest, że poszczególne fragmenty próbki będą różnić się gęstością z powodu różnic w krystaliczności, historii termicznej, porowatości i składzie (rodzajach lub proporcjach żywicy, plastyfikatora, pigmentu lub wypełniacza).

Przydatne do obliczania gęstości, stosunku wytrzymałości do masy oraz kosztu do masy.

Próbka do badań powinna być pojedynczym kawałkiem materiału o odpowiednim rozmiarze i kształcie dla aparatury badawczej, o objętości nie mniejszej niż 1 cm3 oraz gładkich powierzchniach i krawędziach. Grubość próbki powinna wynosić co najmniej 1 mm na każdy 1 g masy. Za odpowiednią uznano próbkę o masie od 1 do 5 g, ale dopuszczalne są również próbki o masie do około 50 g. Specyfikacje dotyczące konkretnych tworzyw sztucznych wymagają określonych metod przygotowania próbek i należy się z nimi zapoznać, jeśli ma to zastosowanie. Podczas cięcia próbek należy zachować ostrożność, aby uniknąć zmian gęstości wynikających z naprężeń ściskających lub nagrzewania tarciowego. Próbka powinna być wolna od oleju, smaru i innych ciał obcych.

Podczas badania określa się masę stałej próbki tworzywa sztucznego w powietrzu. Następnie zanurza się ją w cieczy, określa się jej pozorną masę po zanurzeniu i oblicza jej ciężar właściwy (gęstość względną).

Jednostki próbkowania używane do określania ciężaru właściwego (gęstości względnej) powinny być reprezentatywne dla ilości produktu, dla której wymagane są dane. Jeżeli wiadomo lub podejrzewa się, że próbka składa się z dwóch lub więcej warstw lub sekcji, gotowych, wykończonych elementów lub jest całkowicie erozji o różnych ciężarach właściwych przed badaniem zgodnie z procedurą A normy ASTM D618, należy się do tego stosować, chyba że umowa lub odpowiednie specyfikacje materiałowe stanowią inaczej. W przypadku braku porozumienia, tolerancje wynoszą plus/minus 1 stopień Celsjusza i plus/minus 5% wilgotności względnej.

O ile niniejsza norma, specyfikacje umowne lub stosowne specyfikacje materiałowe nie stanowią inaczej, badania przeprowadza się w standardowych warunkach laboratoryjnych w temperaturze 23°C plus/minus 2°C i przy wilgotności względnej 50% plus/minus 10%. W przypadku braku porozumienia, tolerancje wynoszą plus/minus 1°C i wilgotność względną plus/minus 5%.

W skrócie, norma ta opisuje metody badawcze służące do określania gęstości i ciężaru właściwego tworzyw sztucznych. Jest ona często stosowana przy kontroli jakości, identyfikacji materiałów i porównywaniu materiałów.

W rozumieniu niniejszej normy gęstość oznacza masę na jednostkę objętości, natomiast ciężar właściwy (gęstość względna) to stosunek gęstości tworzywa sztucznego do gęstości wody w danej temperaturze.

Norma ASTM D792 zapewnia wiarygodną, ​​znormalizowaną metodę określania gęstości i ciężaru właściwego tworzyw sztucznych, kluczowych właściwości materiałowych, co czyni ją powszechnie stosowaną. Norma ta jest uważana za ważną z następujących powodów:

• Identyfikacja materiału: Różne rodzaje tworzyw sztucznych (np. HDPE, PP, ABS) często wydają się podobne. Pomiar gęstości pomaga dokładnie zidentyfikować lub zweryfikować rodzaj lub klasę tworzywa sztucznego.
• Kontrola jakości: Producenci stosują tę normę, aby zapewnić, że gęstość produktu mieści się w określonych granicach. Wykrywa ona różnice między partiami, zanieczyszczenia lub błędy w formulacji (na przykład nieprawidłowy stosunek wypełniacza lub żywicy).
• Spójność właściwości użytkowych: Gęstość wpływa na właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość, twardość i właściwości termiczne. Norma ta zapewnia spójne właściwości użytkowe materiałów w zastosowaniach takich jak części samochodowe, urządzenia medyczne i opakowania.
• Optymalizacja procesu: W formowaniu wtryskowym lub wytłaczaniu gęstość wpływa na przepływ materiału i zachowanie chłodzenia. Niniejsza norma pomaga dostosować parametry procesu w celu zachowania stabilności wymiarowej produktu.
• Porównanie tworzyw sztucznych z wypełniaczami i bez wypełniaczy: Dodanie wypełniaczy, takich jak włókno szklane lub talk, zwiększa gęstość. Niniejsza norma wykrywa te zmiany, zapewniając lepszą kontrolę nad składem kompozytów.
• Zgodność i specyfikacja: Wymagane przez wiele norm branżowych, producentów oryginalnego sprzętu (OEM) oraz karty charakterystyki materiałów. Norma ta pomaga spełnić wymogi prawne i wymagania dotyczące dokumentacji klienta.

Tymczasem termin „plastiki wyporowe” odnosi się do metody pomiaru gęstości lub ciężaru właściwego tworzyw sztucznych poprzez określenie, ile cieczy (zazwyczaj wody) wypierają one po zanurzeniu w wodzie. Technika ta jest stosowana w normie ASTM D792, która opiera się na prawie Archimedesa: obiekt zanurzony w cieczy wypiera objętość cieczy równą swojej własnej objętości.

Podsumowując, norma ASTM D792 jest istotna dla zapewnienia tożsamości, jakości i spójności materiałów z tworzyw sztucznych w procesie produkcji i rozwoju produktu.

Nasza organizacja, która od lat wspiera firmy z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowania, pomiarów, analiz i ewaluacji, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia w dziedzinie nauki i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodne z normą ASTM D792 „Metody badania gęstości i ciężaru właściwego (gęstości względnej) tworzyw sztucznych metodą wyporu”.