آزمون دانسیته پلیمر و لاستیک | روش ها، استانداردها و کاربردها

مقدمه

دانسیته یا چگالی یکی از مهم ترین خواص فیزیکی پلیمرها و لاستیک ها است که نقش کلیدی در شناسایی مواد، کنترل کیفیت، بررسی فرمولاسیون و مقایسه محصولات ایفا می کند. آزمون چگالی پلیمر و لاستیک در بسیاری از صنایع از جمله خودرو، بسته بندی، پزشکی، نفت و گاز و قطعات صنعتی کاربرد گسترده ای دارد.

در این مقاله به صورت کامل و سئو محور به بررسی روش های اندازه گیری دانسیته، استانداردهای معتبر بین المللی و کاربردهای عملی این آزمون می پردازیم.

دانسیته چیست؟

برابر است با نسبت جرم به حجم ماده و معمولا با واحد گرم بر سانتی متر مکعب (g/cm³) بیان می شود.

فرمول دانسیته:
دانسیته = جرم / حجم

در پلیمرها و لاستیک ها، دانسیته به شدت تحت تاثير عوامل زير است:

• نوع پلیمر پایه

• درصد پرکننده ها (کربن بلک، سیلیکا، الیاف و …)

• میزان تخلخل و حباب

• فرآیند تولید و پخت

اهمیت آزمون دانسیته در پلیمر و لاستیک

آزمون چگالی تنها یک عدد ساده نیست، بلکه اطلاعات ارزشمندی در اختيار مهندسان و واحد کنترل کیفیت قرار می دهد:

• تشخیص نوع پلیمر و مقایسه با دیتاشیت

• کنترل یکنواختی تولید

• بررسی تغییرات فرمولاسیون

• شناسایی وجود پرکننده یا ناخالصی

• کنترل کیفیت قطعات لاستیکی و پلیمری

• بررسی انحراف از استانداردهای محصول

روش های آزمون دانسیته پلیمر و لاستیک

1- روش غوطه وری (روش ارشمیدس)

این روش متداول ترین روش اندازه گیری چگالی مواد جامد از جمله پلیمر و لاستیک است.

مراحل انجام آزمون:

1. اندازه گیری وزن نمونه در هوا

2. غوطه ور کردن نمونه در مایع با دانسیته مشخص (معمولا آب مقطر)

3. اندازه گیری وزن نمونه در مایع

4. محاسبه دانسیته بر اساس اختلاف وزن

مزایا:

• دقت بالا

• مناسب برای بیشتر پلیمرها و لاستیک ها

محدودیت ها:

• مناسب نبودن برای مواد جاذب آب

• نیاز به نمونه بدون تخلخل باز

2- استفاده از دانسیتومتر دیجیتال

دانسیتومترهای دیجیتال (Digital Density Meter) با دقت بالا برای اندازه گیری چگالی استفاده می شوند و معمولا بر اساس اصل ارشمیدس کار می کنند.

ویژگی ها:

• سرعت بالا

• کاهش خطای انسانی

• مناسب برای آزمایشگاه های کنترل کیفیت

3- روش پیکنومتر

در این روش از ظرفی با حجم مشخص (پیکنومتر) استفاده می شود و بیشتر برای مواد پودری یا گرانولی کاربرد دارد.

کاربردها:

• پلیمرهای گرانولی

• پودرهای پلیمری و افزودنی ها

استانداردهای آزمون دانسیته پلیمر و لاستیک

ASTM

• ASTM D792
  مهم ترین استاندارد برای اندازه گیری دانسیته و وزن مخصوص پلاستیک ها و پلیمرها

• ASTM D297
  مخصوص لاستیک ها و ترکیبات لاستیکی

ISO

• ISO 1183
  اندازه گیری چگالی و وزن مخصوص پلاستیک ها

• ISO 2781
  تعیین چگالی لاستیک و محصولات لاستیکی

DIN

• DIN 53479
  برای اندازه گیری دانسیته مواد پلیمری

شرایط نمونه و نکات مهم آزمون

برای دستیابی به نتایج دقیق در آزمون چگالی، رعایت نکات زیر ضروری است:

• نمونه باید عاری از ترک، حباب و آلودگی باشد

• دمای آزمون کنترل شده باشد (معمولا 23 درجه سانتی گراد)

• در صورت جذب آب، پیش خشک کردن نمونه الزامی است

• استفاده از مایع مناسب برای غوطه وری

کاربرد آزمون دانسیته در صنایع مختلف

خودرو

• کنترل کیفیت قطعات لاستیکی

• بررسی یکنواختی قطعات پلیمری

پلیمر و کامپاند

• بررسی درصد پرکننده

• کنترل فرمولاسیون

پزشکی

• کنترل مواد پلیمری مصرفی

• تطابق با استانداردهای ایمنی

بازیافت پلیمر

• شناسایی نوع پلیمر

• جداسازی پلیمرها بر اساس دانسیته

تفاوت دانسیته پلیمر و لاستیک

به طور کلی:

• دانسیته پلیمرهای خالص معمولا کمتر است

• لاستیک ها به دلیل وجود پرکننده ها دانسیته بالاتری دارند

• تغییر جزئی در چگالی می تواند نشان دهنده تغییر قابل توجه در فرمولاسیون باشد

جمع بندی

آزمون چگالی پلیمر و لاستیک یکی از ساده ترین اما کاربردی ترین آزمون های فیزیکی در صنایع پلیمری است. انتخاب روش مناسب، رعایت استانداردها و آماده سازی صحیح نمونه، نقش مهمی در دستیابی به نتایج دقیق دارد.

اگر به دنبال کنترل کیفیت، شناسایی مواد یا بررسی فرمولاسیون هستید، آزمون چگالی یکی از اولین و ضروری ترین آزمون هایی است که باید انجام شود.