image124

32 3. Badania podstawowych właściwości fizycznych i identyfikacja tworzyw sztucznych

z lewej strony w dwie szalki, z których dolna w trakcie całego pomiaru jest zanurzona w cieczy. W takim przypadku próbkę waży się raz na górnej, a drugi raz na dolnej szalce. Sposób ten jest dogodniejszy i obarczony mniejszym błędem, ponieważ nie wymaga zawieszania próbki na druciku lub nitce.

Wykonanie pomiaru. Badane ciało zawiesza się na cienkim druciku lub nitce na haczyku lewej szalki lub kładzie na górnej - lewej - szalce wagi hydrostatycznej i oznacza jego masę. Następnie badane ciało zanurza się w naczyniu z cieczą imersyjną (np. wodą) i ponownie oznacza jego masę. Różnica masy m-m\ odpowiada objętości ciała V. Gęstość oblicza się ze wzoru

p ₌.._"Is.aPil—^ g/cm³    (3.3)

'"s.a ~^ms.iL

gdzie: 7h_s._a - masa próbki w powietrzu; w_s.il - masa próbki w cieczy imersyjnej, g; Pil - gęstość cieczy imersyjnej, najlepiej wody, g/cm³.

Jeżeli stosuje się wagę hydrostatyczną, to po zanurzeniu dolnej, lewej, szalki, a przed położeniem próbki na górnej szalce należy wagę starować. W przypadku tarowania odważnikami na prawej szalce do wzoru [3.1] trzeba wprowadzić wartość tary, wówczas

m-ntr.

P ~ 7    \ 7    \PIL

-m₀)

czyli po uporządkowaniu mianownika

P =

m - m₀ m-m_{

Pil* g^/cm3

(3.4)

gdzie: m - masa próbki w powietrzu, g; m₀ - tara (masa potrzebna do zrównoważenia wagi nieobciążonej z szalką zanurzoną), g; m\ - masa próbki w cieczy, g.

Przy oznaczaniu gęstości mniejszej od 1 g/cm³ celowe jest posługiwanie się 70-proc. roztworem wodnym alkoholu etylowego, którego gęstość należy oznaczyć areometrem z dokładnością do 0,01 g/cm³ w temp. 23±2°C. Znalezioną gęstość uwzględnia się we wzorze na gęstość

p = ———p_c, g/cm³    (3.5)

m-m_l

gdzie: m - masa próbki w powietrzu na górnej szalce, g; ni] - masa próbki na dolnej szalce, g; p_c - gęstość alkoholu w temp. 23±2°C, g/cm³.

Oznaczanie gęstości za pomocą wagi i cylindra miarowego. Badaną próbkę należy zważyć. Następnie cylinder wypełnia się wodą nie do pełna i odczytuje jej poziom, określając w ten sposób objętość V\, po czym umieszcza w cylindrze badaną próbkę i ponownie odczytuje poziom, oznaczając objętość V₂. Różnica objętości V₂ — V\ jest objętością badanej próbki. Gęstość oblicza się ze wzoru

(3.6)

m .    ₃

P =-. g/cm

V₂-V,

gdzie: V\ - objętość wody w cylindrze, cm³; V₂ - objętość wody w cylindrze po zanurzeniu próbki, cm³; m - masa ciała, g.

Oznaczanie takie jest mniej dokładne niż oznaczenie za pomocą wagi hydrostatycznej ze względu na błąd odczytu menisku. Ten sposób jest więc korzystny do badania próbek o wydłużonych kształtach, dobrze wypełniających wysokie i wąskie cylindry oraz próbek granulatów. Jeżeli tworzywo źle zwilża się wodą i na jego powierzchni zatrzymują się pęcherzyki powietrza, to można ułatwić ich usunięcie przez dodanie do wody kilku kropli substancji zwilżających (detergentów).

Oznaczanie gęstości ciał sypkich (rozdrobnionych) przeprowadza się za pomocą kolby Le Chateliera lub piknometru.

Oznaczenie za pomocą kolby Le Chateliera. Metodę tę stosuje się do badania materiałów mineralnych [11]. W zastosowaniu do tworzyw sztucznych można ją wykorzystać do badania tłoczyw lub napełniaczy.

Około 130 g badanego materiału w postaci proszku suszy się w parownicy w suszarce w temp. 105-110°C do stałej masy z dokładnością do 0,01 g i wstawia do eksykatora. Kolbę Le Chateliera (rys. 3.2) napełnia się benzenem, benzyną lub spirytusem skażonym nieco powyżej podziałki zerowej i zanurza w zlewce z wodą o temp. 23±1°C tak, aby cała kalibrowana część kolby była zanurzona w wodzie.

Po upływie 1 h, nie wyjmując kolby z wody, za pomocą cienkich ruloników z bibuły usuwa się nadmiar cieczy znajdującej się powyżej poziomu zerowego i wsypuje przez lejek badany proszek, uważając aby nie osiadał na ściankach kolby, oraz aby nie tworzyły się pęcherzyki powietrza na jego powierzchni. Wsypywanie należy przerwać wówczas, gdy poziom cieczy podniesie się do podziałki odpowiadającej 20 cm³. Proszek pozostały na łyżce i na lejku wsypuje się z powrotem do parownicy i waży. Wynik oblicza się z dokładnością do 0,01 g/cm³ wg wzoru

(3.7)

kolby, cm³.

gdzie: ni\ - masa parownicy z proszkiem przed odsypaniem próbki, g; m₂ - masa parownicy z proszkiem po odsypaniu próbki, g; V- objętość próbki wsypanej do