(Измененная редакция, Изм. № 1).
5.1. Аппаратура и материалы
Термостат с выносной ванной с точностью термостатирования до 0,1°С в интервале температур 20—30°С.
Бюретка по ГОСТ 20292—74, вместимостью 25 см3.
Пипетка по ГОСТ 20292—74, вместимостью 50 см3.
Стакан по ГОСТ 25336—82, типа Н, вместимостью 250 см3.
Пикнометр по ГОСТ 22524—77, типа ПМЖ, вместимость/ю 25 см3. Мешалка магнитная.
Водный раствор этилового спирта плотностью 0,9100 г/см3.
Раствор готовят смешиванием 1000 см3 этилового спирта (96,2%) по ГОСТ 5962—67 с 629 см3 дистиллированной воды по ГОСТ 6709—72 и 2,5 см3 смачивающей жидкости. Плотность приготовленного раствора определяют пикнометрическим методом с точностью до 0,01% не менее двух раз двумя пикнометрами, принимая плотность воды при 20°С равной 0,998203 г/см3. При пикнометрических измерениях рекомендуется вводить поправку на вакуум, иначе ошибка в определении плотности раствора будет составлять около 0,0001 г/см3. I
(Измененная редакция, Изм. № 1).
5.2. Проведение испытания
5.2.1. Установка для определения плотности полимеров флотационным методом изображена на черт. 2.
В стакан 6 наливают пипеткой 50 см3 водного раствора этилового спирта плотностью 0,9100 г/см3, помещают ротор магнитной мешалки 5 и три гранулы материала или три образца, вырезанных из разных мест одной и той же пластины полимера.
Стакан помещают в водяную ванну 7, присоединенную к ультратермостату 1, и закрывают крышкой 5, через отверстие которой в стакан вводят термометр 4 и носик бюретки 2 с дистиллированной водой, закрепленных на штативе 3. Для достижения температурного равновесия содержимое стакана термостатируют при перемешивании в течение 15 мин. Затем порциями по 1 см3 добавляют из бюретки воду до тех пор, пока образцы не проявят склонности к переходу во взвешенное состояние. После этого воду прибавляют по 0,2 см3, а затем по каплям, до тех пор, пока образец не поднимется не менее чем 1 см под мениском раствора. В этот момент прекращают подачу воды и испытание заканчивают.
Установка для определения плотности флотационным методом
Черт. 2
(Измененная редакция, Изм. № 1).
5.2.2. Плотность образцов определяют по количеству добавленной дистиллированной воды с помощью кривой на градуировочном графике (черт. 3).
За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов расчета плотности по градуировочному графику для каждого образца, допускаемые расхождения между которыми не должны отличаться более чем на 0,0004 г/см3, если нет других указаний в нормативно-технической документации на материал. Результаты округляют до четвертого десятичного знака. Точность метода до 0,0002 г/см3.
Градуировочный график зависимости плотности раствора этиловый спирт—вода от количества воды строится на основе данных, приведенных в табл. 1.
Градуировочный график
Черт. 3
На оси абсцисс откладывают количество воды в растворе, на оси ординат — значения плотности раствора. Рекомендуется график строить в следующем масштабе:
количество воды — 1 см3 в 10 мм;
плотность раствора — 0,0001 г/см3 в 1 мм.
Т а б л и ц а 1
Зависимость плотности раствора от количества воды, добавленной к 50 см3 основного раствора
с с = 0,9100 г/см3
|
Количество добавленной воды, см3 |
Плотность раствора в г/см3 |
Количество добавленной воды, см3 |
Плотность раствора в г/см3 |
Количество добавленной воды, см3 |
Плотность раствора в г/см3 |
|
0 |
0,91000 |
26 |
0,94880 |
52 |
0,96290 |
|
1 |
0,91265 |
27 |
0,94965 |
53 |
0,96325 |
|
2 |
0,91500 |
28 |
0,95040 |
54 |
0,96360 |
|
3 |
0,91715 |
29 |
0,95115 |
55 |
0,96395 |
|
4 |
0,91920 |
30 |
0,95185 |
56 |
0,96425 |
|
5 |
0,92130 |
31 |
0,95255 |
57 |
0,96455 |
|
G |
0,92330 |
32 |
0.95320 |
58 |
0,96455 |
|
7 |
0,92520 |
33 |
0,95385 |
59 |
096515 |
|
8 |
0,92700 |
34 |
0,95155 |
60 |
0,96545 |
|
9 |
0,92880 |
35 |
0,95515 |
61 |
0,96575 |
|
10 |
0,93040 |
36 |
0,95575 |
62 |
0,96604 |
|
11 |
0,93190 |
37 |
0,95620 |
63 |
0,96635 |
|
12 |
0,93330 |
38 |
0,95685 |
64 |
0,90600 |
|
13 |
0,93470 |
39 |
0,95740 |
65 |
0,96685 |
|
14 |
0,93615 |
40 |
0,95790 |
66 |
0,96710 |
|
15 |
093750 |
41 |
0,95840 |
67 |
0,96735 |
|
13 |
0,93870 |
42 |
0,95890 |
68 |
0,96760 |
|
17 |
0,93990 |
43 |
0,95935 |
69 |
0,96780 |
|
18 |
0,94110 |
44 |
0,95980 |
70 |
0,96805 |
|
19 |
0,94220 |
45 |
0,96020 |
71 |
0,96830 |
|
20 |
0,94330 |
46 |
0,96060 |
72 |
0,96855 |
|
21 |
0 94425 |
47 |
0,96100 |
73 |
0,96875 |
|
22 |
0,94520 |
48 |
0,96140 |
74 |
0,96900 |
|
23 |
094620 |
49 |
0,96180 |
75 |
0.96925 |
|
24 |
094710 |
50 |
0 962'G |
76 |
0,96950 |
|
23 |
0 94800 |
51 |
0,96255 |
77 |
0,96970 |
(Измененная редакция, Изм. № 1).
6. МЕТОД ГРАДИЕНТНОЙ КОЛОНКИ
Метод основан на сравнении глубин погружения испытуемого образца и эталонов плотности в цилиндре или трубке с раствором меняющейся по высоте плотности, называемых градиентной колонкой.
Метод применяется для определения плотности пластмасс в виде пленок, гранул, волокон, а также любых формованных изделий.
Точность этого метода зависит от перепада плотности в градиентной колонке на 1 мм высоты, называемого чувствительностью колонки. При чувствительности колонки 0,0001 г/см3 на миллиметр точность метода до 0,05%.
6.1. Аппаратура и материалы
Градиентная колонка, состоящая из градуированного стеклянного цилиндра с притертой стеклянной пробкой (длина ее должна быть не менее 25 см и не более 100 см, а диаметр — не менее 4 см).
Пикнометр по ГОСТ 22524—77 типа ПКЖ, вместимостью 50 см3.
Термостат с точностью термостатирования до 0,1°С.
Градуированные стеклянные поплавки, перекрывающие необходимый интервал плотностей и распределенные приблизительно равномерно в этом интервале.
Набор денсиметров по ГОСТ 18481—81, перекрывающий интервал определяемых плотностей, с наименьшей ценой деления 0,001 г/см3.
Сифон или система пипеток для наполнения градиентной колонки.
Катетометр.
Рабочие жидкости, выбранные из табл. 2, отвечающие требованиям п. 1.5.
Проволочная корзиночка с ниткой для извлечения образцов из градиентной колонки.
Мешалка пропеллерного типа.
Таблица 2
Системы рабочих жидкостей, применяемые для наполнения градиентных колонок
|
Системы |
Плотность, г/см3 при температуре 293 К (20°С) |
|
Метиловый спирт — бензиловый спирт Изопропиловый спирт — вода Изопропиловый спирт — диэтиленгликоль Этиловый спирт — четыреххлористый углерод Этиловый спирт — вода Толуол-четыреххлористый углерод Вода — бромистый натрий Вода — азотнокислый кальций Хлористый цинк — этанол — вода Четыреххлорнстый углерод — 1,3-дибромпропан 1,3-Дибромпропан — бромистый этилен Бромистый этилен — бромоформ Четыреххлористый углерод — бромоформ |
0,80—0,92 0,79—1,00 0,79—1,11 0,79—1,59 0,79—1,00 0,87—1,59 1,00—1,41 1,00—1,60 0,80—1,70 1,60—1,99 1,99—2,18 2,18—2,89 1,60— 2,89 |
В системах могут быть использованы также и другие рабочие жидкости, например:
н-октан 0,70
диметилформамид 0,94
тетрахлорэтан 1,59
йодистый этил 1,93
йодистый метилен 3,33.
(Измененная редакция, изм. №1).
6.2. Подготовка к испытанию
6.2.1. Образцами для испытания являются пластмассы в виде пленок, гранул, волокон, а также формованных изделий с линейными размерами не более 5 мм. Конфигурация образца выбирается такой, чтобы точнее можно было определить положение центра тяжести образца, которое должно отвечать требованиям, указанным в разд. 1.
Стеклянные поплавки, полученные любым способом, должны быть отожжены и состарены, иметь приблизительно шарообразную форму и диаметр от 0,3 до 1,0 см.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
6.2.2. Раствор жидкости (примерно 500 см3), используемый при эталонировании образцов, приготовляют, используя одну из систем, предусмотренных в табл. 2 (например, метиловый спирт — бензиловый спирт или этиловый спирт—вода).
Относительное количество составляющих рабочую жидкость веществ выбирают так, чтобы получить плотность раствора наименьшей желаемой величины.
6.2.3. Перед эталонированием отбирают группу поплавков, имеющих плотности, соответствующие требуемому интервалу измерений. Для этого поплавки при комнатной температуре осторожно вводят в приготовленный по п. 6.2.2 раствор и отбирают те, которые погружаются медленно. Увеличивая плотность раствора (введением более плотной жидкости), отбирают поплавки для всего интервала измерений.
Если необходимо уменьшить плотность поплавков, то их шлифуют, обрабатывая тонким карборундовым порошком, насыпанным на стеклянную пластинку, либо разъедая их фтористоводородной кислотой.
6.2.4. Для эталонирования поплавков стеклянный цилиндр устанавливают в термостат, имеющий температуру, при которой будет определяться плотность образца. Затем цилиндр наполняют приблизительно на две трети раствором из двух жидкостей, плотность которого может быть изменена добавлением одной из этих жидкостей.
Когда цилиндр и раствор достигнут температуры равновесия, в раствор помещают эталонируемый поплавок и, если он погружается, добавляют по каплям порции более плотной жидкости (при хорошем перемешивании) до тех пор, пока поплавок останется неподвижным в течение 30 мин в середине столба жидкости.
Если поплавок всплывает, добавляют менее плотную жидкость.
Во время наблюдения за положением и перемещением поплавка цилиндр должен быть закрытым.
Плотность раствора пикнометром измеряют с точностью до 0,00005 г/см3. Полученное значение плотности раствора эквивалентно плотности поплавка. Таким же образом эталонируют каждый из отобранных поплавков для требуемого интервала плотностей, изменяя соответственно плотность раствора.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
6.2.5. Подготовка градиентной колонки Подготовку градиентной колонки плотности осуществляют непрерывным наполнением с помощью двух растворов, плотность которых является пределами интервала измерения. Способ непрерывного наполнения выполняют методами А и Б:
А — непрерывное наполнение, при котором жидкость, наливаемая в градиентную колонку, постепенно становится менее плотной;
Б — непрерывное наполнение, при котором жидкость, наливаемая в градиентную колонку, постепенно становится более плотной.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
6.2.6. Подготовка колонки по методу А
Установку собирают, как показано на черт. 4, используя стаканы одинакового диаметра.
Из табл. 2 выбирают группу веществ, соответствующую требуемому интервалу плотности и чувствительности колонки.
Растворы должны быть предварительно деарированы (нагреванием или в вакууме).
Плотной исходной жидкости (РД) в г/см3 вычисляют по формуле
где сА — плотность исходной жидкости в стакане, г/см3;
с0 — верхний предел желаемой плотности — плотность первоначальной жидкости в стакане 2, выбранная так, чтобы ее плотность была на 0,005 г/см3 больше, чем плотность наиболее плотного эталонного поплавка (для соответствующей трубки градиента), г/см3;
с — нижний предел плотности, выбранный так, чтобы он был на 0,01 г/см3 меньше, чем плотность наименее плотного эталонного поплавка, г/см3;
V2 — объем исходной жидкости с большой плотностью в стакане 2, см3;
V — общий объем, необходимый для заполнения градиентной колонки, см3.
В стакан 2 наливают некоторый объем более плотной жидкости и перемешивают пропеллерной мешалкой с приводом от небольшого электродвигателя. Скорость перемешивания выбирают так, чтобы избежать образования вихревых воронок на поверхности жидкости. Затем такой же объем менее плотной жидкости наливают в стакан 1.
