چگالی مواد پلاستیک
چگالی مواد پلاستیکی چیست؟ چگالی مواد پلاستیک را چگونه اندازه می‌گیرند؟ این پارامتر بر اساس چه واحدهایی بیان می‌شود؟ این موارد همواره در زمان خرید یا تولید انواع پلاستیک و مواد پلاستیکی برای شما به وجود می‌آیند؛ زیرا چگالی کمیتی است که در زمان بررسی جدول مشخصات مواد پلیمری همواره به چشم می‌خورد. به همین دلیل در این مقاله از پارت پلاست قصد داریم به این سوالات پاسخ داده و اهمیت چگالی مواد پلاستیک را بیان کنیم.
چگالی چیست؟
چگالی جرم در واحد حجم را اندازه‌گیری می‌کند و با کلمه یونانی ρ (rho) مشخص می‌شود. چگالی را بر اساس فرمول زیر بیان می‌کنند:
ρ = m/V
که ρ چگالی، m جرم بر حسب کیلوگرم و V حجم بر حسب مترمکعب است. اما واحدهای دیگری هم برای چگالی تعریف می‌شود که بسته به روش اندازه گیری متفاوت خواهد بود و در ادامه بررسی می‌شوند.
واحدهای چگالی
واحد چگالی در سیستم SI، کیلوگرم بر مترمکعب است. چگالی حالت‌های مختلف ماده به صورت زیر به دست می‌آید:
- گرم بر سانتی متر مکعب برای جامدات
- گرم بر میلی لیتر برای مایعات
- گرم بر لیتر برای گازها
برای پلاستیک، معمولاً به‌صورت g/cm3 بیان می‌شود.
تعریف چگالی ظاهری
چگالی ظاهری پلاستیک به عنوان وزن ماده بر اساس حجم خاصی تعریف می‌شود. این یک پارامتر مهم است که بر موارد زیر تاثیر می‌گذارد:
- نگهداری مواد پلاستیکی در محفظه
- اندازه تجهیزات خشک‌کن
- جریان مواد
هر ماده پلاستیکی دارای چگالی ظاهری متفاوتی است. سه راه برای بیان چگالی ظاهری وجود دارد:
- پوند بر فوت مکعب
- گرم بر سانتی‌متر مکعب
- کیلوگرم در لیتر
چگالی در مقابل وزن مخصوص – چه ارتباطی با هم دارند؟
وزن مخصوص یا چگالی نسبی یک کمیت بدون بعد است و نسبت چگالی یک ماده به چگالی یک ماده استاندارد را نشان می‌دهد. این، مقایسه چگالی را در بین سیستم‌های مختلف واحدها ساده می‌کند. شما باید مقدار چگالی را بر 0.9975 تقسیم کنید تا وزن مخصوص به دست آید. در جدول زیر تفاوت چگالی با وزن مخصوص را بیان کرده‌ایم.
| چگالی | وزن مخصوص |
| – نسبت جرم به حجم
– ابعاد دارد. (دارای واحد اندازه گیری است) |
– نسبت چگالی مواد به نمونه
– این یک کمیت بدون بعد است. – چگالی را در سیستم‌های مختلف واحدها مقایسه می‌کند. |
عوامل موثر بر تراکم پلاستیک چیست؟
چگالی یک نمونه پلاستیکی ممکن است با توجه به عوامل زیر تغییر کند:
بلورینگی
دانسیته یا چگالی پلیمرها به ساختار کریستالی آن‌ها بستگی دارد. پلیمرهای آمورف دارای ساختار مولکولی تصادفی هستند. این به دلیل چیدمان نامرتب زنجیره‌ها، چگالی کم‌تری را به همراه دارد. پلیمرهای کریستالی دارای آرایش سیستماتیک و فشرده‌ای از زنجیره‌ها و کریستال‌های پلیمری هستند. ساختار کریستالی بالاتر آن‌ها باعث چگالی بالا می‌شود.
درجه حرارت
چگالی به طور غیرمستقیم با دما متناسب است. با افزایش دما، بیشتر مواد تمایل به انبساط دارند. این باعث افزایش حجم مواد می‌شود که به نوبه خود از چگالی آن کاسته خواهد شد. عوامل دیگری مانند از بین رفتن نرم‌کننده‌ها و جذب حلال ممکن است چگالی پلاستیک را تغییر دهند.
چگونه می‌توان چگالی دقیق پلاستیک‌ها را تعیین کرد؟
برای تعیین دقیق چگالی، موارد زیر مهم است:
- شناسایی مواد
- تغییرات فیزیکی در نمونه را دنبال کنید
- یکنواختی بین نمونه‌های مختلف نمونه برداری را نشان دهید
- میانگین چگالی در بخش‌های مختلف یک نمونه با ابعاد بزرگ را در نظر بگیرید
روش های آزمایشی برای تعیین چگالی پلاستیک
برای اینکه بتوانید چگالی پلاستیک و پلیمرها را اندازه گیری کنید، از روش‌های استاندارد مختلفی استفاده می‌شود که عبارتند از:
ASTM D1505
این روش چگالی ماده را با تکنیک گرادیان چگالی تعیین می‌کند. یک ماده در یک ستون مایع با چگالی متغیر با شناورهای استاندارد قرار می‌گیرد. این شناورها معمولاً دانه‌هایی شیشه‌ای با چگالی شناخته شده هستند. سپس چگالی مواد محاسبه می‌شود. این بر اساس موقعیت نسبی آن نسبت به شناورهای ستون و چگالی مهره‌های شیشه‌ای است.
ASTM D792 – 98
این روش وزن مخصوص و چگالی پلاستیک‌های جامد را تعیین می‌کند. پلاستیک‌های جامد به شکل‌هایی مانند ورق، میله، لوله یا اقلام قالب‌گیری شده هستند. این آزمون شامل روش‌های آزمایشی مانند زیر می‌شود:
- روش آزمایش- A برای آزمایش پلاستیک جامد در آب
- روش آزمایش – B برای آزمایش پلاستیک جامد در مایعات غیر از آب.
ISO 1183-2
این روش یک ستون گرادیان را مشخص می‌کند؛ یعنی چگالی پلاستیک‌های قالب گیری شده یا اکسترود شده غیر سلولی را در شکل بدون فضای خالی تعیین می‌کند. ستون‌های گرادیان چگالی ستون‌هایی هستند که حاوی مخلوطی از دو مایع باشند. چگالی در ستون به طور یکنواخت از بالا به پایین افزایش می‌یابد.
مقادیر چگالی پلاستیک های اصلی
| نام پلیمر | حداقل مقدار (گرم بر سانتی‌متر مکعب) | حداکثر مقدار (گرم بر سانتی‌متر مکعب) |
| ABS – Acrylonitrile Butadiene Styrene | 1.020 | 1.210 |
| ABS Flame Retardant | 1.150 | 1.200 |
| ABS High Heat | 1.100 | 1.150 |
| ABS High Impact | 1.000 | 1.100 |
| مواد پی وی سی | 1.450 | 1.500 |
| مواد EVA | 0.920 | 0.940 |
| پلی اتیلن سنگین HDPE | 0.940 | 0.970 |
| پلی اتیلن سبک خطی LLDPE | 0.915 | 0.950 |
| پلی آمید 11 | 1.250 | 1.270 |
| پلی آمید 12 | 1.140 | 1.420 |
| پلی آمید 66 | 1.130 | 1.150 |
| پلی آمید 6 | 1.090 | 1.100 |
| مواد پلی کربنات | 1.150 | 1.200 |
| آمورف TPI مخلوط، حرارت فوق‌العاده بالا، مقاوم در برابر مواد شیمیایی (جریان بالا) | 1.370 | 1.370 |
| آمورف TPI مخلوط، حرارت فوق‌العاده بالا، مقاوم در برابر مواد شیمیایی (جریان استاندارد) | 1.370 | 1.370 |
| آمورف TPI ، حرارت بالا، جریان بالا، قابل لحیم‌کاری بدون‌سرب، 30% GF | 1.520 | 1.520 |
| ASA – Acrylonitrile Styrene Acrylate | 1.050 | 1.070 |
| ASA/PC مقاوم در برابر شعله | 1.250 | 1.250 |
| CA – سلولز استات | 1.220 | 1.340 |
| CAB – سلولز استات بوتیرات | 1.150 | 1.220 |
| فیلم‌های دی استات سلولز – مروارید | 1.360 | 1.360 |
| فیلم دی استات سلولز براق | 1.310 | 1.310 |
| CP – سلولز پروپیونات | 1.170 | 1.240 |
| LCP تقویت شده با فیبر کربن | 1.500 | 1.500 |
| LDPE – پلی اتیلن سبک | 0.917 | 0.940 |
| MABS – شفاف اکریلونیتریل بوتادین استایرن | 1.080 | 1.080 |
| PA 11 – (پلی‌آمید 11) 30٪ الیاف شیشه تقویت شده | 1.250 | 1.270 |
| PSU 30 درصد تقویت شده با الیاف شده | 1.400 | 1.500 |
| TPS، مقاوم در برابر آب | 1.340 | 1.380 |
| UHMWPE – پلی‌اتیلن با وزن مولکولی فوق‌العاده بالا | 0.930 | 0.950 |
| XLPE – پلی‌اتیلن متقاطع | 0.915 | 1.400 |
سخن پایانی
در این مقاله توضیح دادیم که چگالی مواد پلاستیک چیست و چگونه اندازه گیری می‌شود؟ همچنین گفتیم که اهمیت این کمیت چیست و چگالی تعدادی از مهمترین پلیمرها را بیان کردیم. شما می‌توانید برای دریافت کاتالوگ انواع پلیمرها یا خرید مستقیم مواد پلاستیکی با پارت پلاست تماس بگیرید.