ASTM D1505-10 通过密度梯度技术测量塑料密度的标准测试方法

美国材料与试验协会（ASTM）发布的标准“ASTM D1505-10通过密度梯度技术测定塑料密度的标准测试方法”描述了测定固体塑料密度的测试方法。该测试方法基于观察测试样​​品在液柱中下沉的水平，与已知的密度标准相比，液柱显示出密度梯度。该测试方法相当于国际标准组织（ISO）制定的《ISO 1183-2塑料-非泡沫塑料密度测定方法-第2部分：密度梯度柱法》。该 ISO 标准还定义了梯度柱法，用于测定无孔形式的非多孔模制或挤出塑料或颗粒的密度。密度梯度柱是含有两种液体混合物的柱，柱内密度从上到下平滑增加。

根据 ASTM D1505-10 标准，固体物质的密度是一种易于测量的特性，通常可用作跟踪样品中的物理变化、展示和识别样品之间的均匀性的手段。所描述的测试方法旨在产生精确度优于 0,05% 的结果。当需要 0,05% 或更高的精度时，梯度管的配置应使 1 毫米的垂直距离代表不大于 0,0001 g/cm3 的密度差。色谱柱的灵敏度为 0,0001 g/cm3 mm。当需要较低的灵敏度时，梯度管必须配置为所需的灵敏度。

这些测试中使用的设备包括：

• 密度梯度管：带有磨砂玻璃塞的合适的刻度容器。
• 恒温浴：是将管内液体温度控制在23℃±7℃±1℃的一种方法。管子周围的恒温水套是实现这一目标的一种令人满意且方便的方法。
• 玻璃浮子：一系列经过校准的玻璃浮子，覆盖要研究的密度范围，并在整个范围内近似均匀地分布。
• 比重瓶：是测定标准浮标密度的设备。
• 适合制备密度梯度的液体：这些液体的详细信息在标准中给出的表格中给出。非常重要的是，在样品浸泡过程中，管中使用的任何液体都不会对测试样品产生溶剂或化学作用。
• 比重计：一系列合适的比重计，涵盖要测量的密度范围。这些比重计的密度等级必须为 0,001。
• 分析天平：精度为 0,0001 g 或更高。
• 用于填充梯度管的虹吸管或移液器装置：该设备的设计应使液体流速可调节至 10 6 5 mL/分钟。

测试样品必须由一块被测材料组成。该部件应切割成任何方便的形状以便于识别，但其尺寸应允许对悬浮样品的体积中心进行最准确的位置测量。切割样品时，必须小心避免由于压应力而导致密度变化。厚度范围为0,025至0,051毫米的薄膜样品的平衡位置会受到界面张力的影响。如果怀疑有这种影响，则应测试厚度不小于0,127毫米的薄膜。样品必须不含杂质和空隙，并且不得有会导致气泡滞留的空隙或表面特征。

玻璃浮子通过任何合适的方法制备，使得它们完全退火，近似球形，最大直径小于柱内径的四分之一，并且不干扰测试样品。制备梯度管中使用的液体的溶液（400至600mL），使得溶液的密度大约等于最低期望密度。当浮子处于室温时，它们会缓慢释放到溶液中。下沉太慢的浮标会被保留，而下沉太快的浮标会被丢弃或保存到另一个管子中。如果需要获得合适的浮体间距，则通过在玻璃板上摩擦浮体头部来将选定的浮体研磨至所需的密度，玻璃板上已铺有400或500目碳化硅或其他合适磨料的稀浆。应通过将浮子每隔一段时间放入测试溶液中并记录下沉速率的变化来监测进展情况。

如果测试样品在调节过程中密度变化大于密度测定所需的精度，则应在测试前按照适用的 ASTM 材料规范中列出的方法进行调节。

样品的密度可以通过图形方式确定，也可以通过标准中给出的方法之一根据样品塌陷的水平进行计算来确定。

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