塑料密度快速测定法与3h(小时)密度梯度法的对比实验

塑料密度快速测定法与3h（小时）密度梯度法的对比实验
摘要：密度是塑料的一个特征物理量，不同的塑料具有不同的密度范围。

对于HDPE，LLDPE等，ASTM，ISO，GB均有相应测定标准，这些标准检测周期比较长，测试相对比较麻烦。

作者进行密度快速测定法、与3h密度梯度法在HDPE和LLDPE的对比实验的研究。

根据实验结果分析得出：快速密度测定法与3h密度梯度法存在规定差值，即：0.0020-0.0030之间，在精确度要求不高的情况下，快速密度测定法可以代替3h密度梯度法以更快的速度、更少的二次污染来测定塑料密度。

关键词：塑料密度快速测定法
一、仪器与试剂
密度梯度计：英国RAY-RAN公司型号RR/DGA1
恒温水浴：温度波动不大于士0.1℃。

密度计：密度范围适合配管密度的要求，精确到士0.001 g/cm3。

密度梯度管：刻有精确分度的玻璃管，直径不小于40mm，长不小于250mm。

标准玻璃浮标：经过精确校正，密度范围适合配管要求
熔融指数仪：挤出样条异丙醇
二、试样制备
3h密度梯度法：用熔融指数样条作为密度样条，对于LLDPE待样条凝固后经400ml蒸馏水煮沸30min，对于HDPE经200ml沸水煮沸30min，待样条自然冷却至室温，用单面刀片截取样条中间3～5mm作为密度样条。

快速法：用熔融指数样条作为密度样条，直接冷却至室温后，用单面刀片截取样条中间3～5mm作为密度样条。

三、密度梯度柱配制
用两个尺寸相同的玻璃容器，按GB/T 1033-2010中规定【1】，配制成相应的重液和轻液【2】，脱除气饱，起动电磁搅拌器，均匀搅拌，使混合液缓缓沿着梯度管壁流入管中，直至所需液位。

根据所需密度范围，选用5个以上的标准玻璃浮子，沿壁轻轻放入梯度柱中，使这一组标准玻璃浮子均匀分布于梯度柱的有效范围内。

将自己制好的密度梯度柱放在温度23±0.1℃下静置不少于2h待浮子位置稳定后，测量每个浮子的几何中心高度，精确到1mm。

绘制浮标密度-浮标高度的工作函数曲线图.
四、实验过程
分别选用3h密度梯度法和快速测定法两个试样，用异丙醇浸润后，轻轻放人梯度柱中，一般试样放入后30min，待其稳定平衡，测量其几何中心高度。

1.试样密度计算及结果表示
在所绘制的工作曲线图上，读取试样位于梯度柱中的高度所对应的密度值，即为该试样的密度。

测试结果以两个试样所测结果的算术平均值表示。

1.1对于LLDPE样品，塑料密度快速法与3H密度梯度法数据对比（见表1）。

表1 LLDPE数据对比表
3h密度梯度测定法快速测定法
样条测试1 测试2 平均值测试1 测试2 平均值差值
粉1 0.9192 0.9192 0.9192 0.9172 0.9172 0.9172 0.0020
粉2 0.9193 0.9193 0.9193 0.9170 0.9170 0.9170 0.0023
粉3 0.9191 0.9190 0.9191 0.9161 0.9161 0.9161 0.0030
粉4 0.9523 0.9524 0.9524 0.9504 0.9504 0.9504 0.0020
粒1 0.9220 0.9220 0.9220 0.9190 0.9190 0.9190 0.0030
粒2 0.9203 0.9203 0.9203 0.9175 0.9175 0.9175 0.0028
粒3 0.9196 0.9196 0.9196 0.9173 0.9173 0.9173 0.0023
粒4 0.9251 0.9252 0.9252 0.9226 0.9226 0.9226 0.0026
1.2对于HDPE样品，塑料密度快速法与3h密度梯度测定法数据对比（见表2）
表2 HDPE数据对比表
3h密度梯度测定法快速测定法
样条测试1 测试2 平均值测试1 测试2 平均值差值
粉1 0.9503 0.9503 0.9503 0.9482 0.9482 0.9482 0.0021
粉2 0.9523 0.9523 0.9523 0.9493 0.9493 0.9493 0.0030
粉3 0.9437 0.9436 0.9437 0.9414 0.9414 0.9414 0.0023
粒1 0.9502 0.9502 0.9502 0.9478 0.9478 0.9478 0.0024
粒2 0.9522 0.9522 0.9522 0.9502 0.9502 0.9502 0.0020
粒3 0.9447 0.9447 0.9447 0.9427 0.9427 0.9427 0.0020
2. 程序时间
快速法：15-20分钟，3h密度梯度法：3-4小时
五、影响实验结果的因素
1试样表面应平整、清洁，无裂缝、气泡、凹陷等
2 密度梯度柱放在温度23±0.1℃
6 结论
综上所述，可以得出如下结论：塑料密度快速测定法与3h密度柱法存在着固定的差值，即：0.0020-0.0030之间，在精确度要求不高的情况下，可以用快速测定法代替3h密度柱法，这样可以更快速的得到参考参数，节约更多资源，防止更多的污染。

参考文献：
[1] GB/T 1033-2010 塑料密度和相对密度试验方法
[2]《中国塑料》密度柱配制方法的改进2004.9 李至钧。