ASTM D792 Yer Değiştirme ile Plastiklerin Yoğunluğu ve Özgül Ağırlığı (Bağıl Yoğunluk) için Standart Test Yöntemleri

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM D792 Yer değiştirme ile plastiklerin yoğunluğu ve özgül ağırlığı (bağıl yoğunluk) için standart test yöntemleri” standardında, levha, çubuk, tüp veya kalıplanmış ürünler gibi formlardaki katı plastiklerin özgül ağırlığının (göreceli yoğunluk) ve yoğunluğunun belirlenmesine yönelik test yöntemleri açıklanmaktadır:

• Test yöntemi A, katı plastikleri suda test etmek için kullanılır.
• Test yöntemi B, katı plastikleri su dışındaki sıvılarda test etmek için kullanılır.

Bir katının özgül ağırlığı veya yoğunluğu, bir malzemeyi tanımlamak, bir numunedeki fiziksel değişiklikleri takip etmek, farklı örnekleme birimleri veya numuneler arasındaki tekdüzelik derecesini belirtmek veya büyük bir ürünün ortalama yoğunluğunu belirtmek için kolayca ölçülen bir özelliktir.

Tek bir malzemenin yoğunluğundaki değişiklikler, kristalinitedeki yerel farklılıklardan, plastikleştirici kaybından, çözücünün emiliminden veya diğer nedenlerden kaynaklanır. Bir numunenin bölümlerinin kristalinite, termal geçmiş, gözeneklilik ve bileşimdeki (reçine, plastikleştirici, pigment veya dolgu maddesinin türleri veya oranları) farklılıklar nedeniyle yoğunluk bakımından farklılık göstermesi mümkündür.

Yoğunluk, mukavemet-ağırlık ve maliyet-ağırlık oranlarını hesaplamak için yararlıdır.

Test numunesi, hacmi 1 cm3’ten az olmamak ve yüzeyi ve kenarları pürüzsüz hale getirilmek koşuluyla, test aparatı için uygun boyut ve şekle sahip tek bir parça malzeme olmalıdır. Numunenin kalınlığı, her 1 g ağırlık için en az 1 mm olmalıdır. 1 ila 5 g ağırlığındaki bir numunenin uygun olduğu bulunmuştur, ancak yaklaşık 50 g’a kadar olan numuneler de kabul edilebilir. Belirli plastikler için teknik özellikler, belirli bir numune hazırlama yöntemi gerektirir ve geçerliyse danışılmalıdır.  Basınç gerilimleri veya sürtünmeli ısınmadan kaynaklanan yoğunluk değişimlerinden kaçınmak için numuneleri keserken dikkatli olunmalıdır. Numune, yağ, gres ve diğer yabancı maddelerden arındırılmış olmalıdır.

Test sırasında havadaki katı plastik numunesinin kütlesi belirlenir. Daha sonra bir sıvıya daldırılır, daldırma sırasında görünen kütlesi belirlenir ve özgül ağırlığı (göreceli yoğunluk) hesaplanır.

Özgül ağırlığın (göreceli yoğunluk) belirlenmesinde kullanılan örnekleme birimleri, verilerin gerekli olduğu ürün miktarını temsil etmelidir. Numunenin, ASTM D618 standardı Prosedür A’ya uygun olarak testten önce farklı özgül ağırlıklara sahip iki veya daha fazla katmandan veya bölümden, tamamlanmış bitmiş parçalardan veya komple erozyondan oluştuğu biliniyorsa veya şüphe duyuluyorsa, aksi sözleşmede veya ilgili malzeme spesifikasyonlarında belirtilmediği sürece buna uyulur. Anlaşmazlık durumlarında, toleranslar artı/eksi 1 derece ve artı/eksi yüzde 5 bağıl nem olmalıdır.

Bu standartta veya sözleşme veya ilgili malzeme spesifikasyonlarında aksi belirtilmediği sürece, testler 23 derece artı/eksi 2 derece sıcaklık ve yüzde 50 artı/eksi yüzde 10 bağıl nem standart laboratuvar ortamında gerçekleştirilir. Anlaşmazlık durumlarında, toleranslar artı/eksi 1 derece ve artı/eksi yüzde 5 bağıl nem olmalıdır.

Kısaca, katı plastiklerin yoğunluğunu ve özgül ağırlığını belirlemeye yönelik test yöntemlerini açıklayan bu standart, genellikle kalite kontrolünde, malzeme tanımlamada ve malzemeleri karşılaştırmada kullanılır.

Bu standart kapsamında yoğunluk, birim hacim başına kütledir, özgül ağırlık (göreceli yoğunluk) ise, plastiğin yoğunluğunun belirli bir sıcaklıktaki suyun yoğunluğuna oranıdır.

ASTM D792 standardı, kritik malzeme özellikleri olan plastiklerin yoğunluğunu ve özgül ağırlığını belirlemek için güvenilir, standartlaştırılmış bir yöntem sağlar, bu nedenle yaygın olarak uygulanır. Bu standart şu nedenlerle önemli görülmektedir:

• Malzeme tanımlaması: Farklı plastik türleri (örneğin HDPE, PP, ABS) genellikle benzer görünür. Yoğunluk ölçümü, plastik türünü veya sınıfını doğru bir şekilde tanımlamaya veya doğrulamaya yardımcı olur.
• Kalite kontrol: Üretici firmalar, bir ürünün yoğunluğunun belirtilen sınırlar içinde olduğundan emin olmak için bu standardı kullanır. Partiden partiye değişiklikleri, kontaminasyonu veya formülasyon hatalarını (örneğin yanlış dolgu veya reçine oranı) tespit eder.
• Performans tutarlılığı: Yoğunluk, mukavemet, sertlik ve termal davranış gibi mekanik özellikleri etkiler. Bu standart, malzemelerin otomotiv parçaları, tıbbi cihazlar ve paketleme gibi uygulamalarda tutarlı bir şekilde performans göstermesini sağlar.
• Proses optimizasyonu: Enjeksiyon kalıplama veya ekstrüzyonda yoğunluk, malzeme akışını ve soğutma davranışını etkiler. Bu standart, ürün boyut kararlılığını korumak için proses parametrelerini ayarlamaya yardımcı olur.
• Doldurulmuş ve doldurulmamış plastiklerin karşılaştırılması: Cam elyaf veya talk gibi dolgu maddeleri eklemek yoğunluğu artırır. Bu standart, bu değişiklikleri algılayarak kompozit formülasyonlar üzerinde daha iyi kontrol sağlar.
• Uyumluluk ve spesifikasyon: Birçok endüstri standardı, orijinal ekipman üreticisi ve malzeme veri sayfası tarafından gereklidir. Bu standart, düzenleyici ve müşteri dokümantasyon ihtiyaçlarını karşılamaya yardımcı olur.

Bu arada yer değiştirme ile plastikler, plastik malzemelerin yoğunluğunu veya özgül ağırlığını, suya batırıldıklarında ne kadar sıvıyı (genellikle suyu) yer değiştirdiklerini belirleyerek ölçmek için kullanılan bir yönteme atıfta bulunur. Bu teknik, prensibin Arşimet prensibine dayandığı ASTM D792 standardında kullanılır: bir sıvıya batırılan bir nesne, kendi hacmine eşit bir hacimdeki sıvıyı yer değiştirir.

Özetle, ASTM D792 standardı, üretim ve ürün geliştirmede plastik malzemelerin kimliğini, kalitesini ve tutarlılığını sağlamak için önemlidir.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM D792 Yer değiştirme ile plastiklerin yoğunluğu ve özgül ağırlığı (bağıl yoğunluk) için standart test yöntemleri” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.