ASTM D792用浮力法測定塑料密度和比重(相關密度)的標準試驗方法

本標準由方法D 792發(fā)布；緊接著名稱后的數(shù)字表示zui初版本的年份，或者是修改后的zui后版本年份。括號內的數(shù)字表示版本zui后批準的年份。上標有∈表示對zui后一次修訂本或批準的編輯修改。

本標準已經(jīng)國防部代理處批準使用。

1、范圍*

1.1本測試方法描述了固體塑料的比重（相關密度）的密度的測定，如板材、桿軸、管束或塑料制品。

1.2測試方法有兩種：1.2.1方法A：測試在水里的固體塑料

1.2.2方法B：測試在除水以外的其他液體里的固體塑料

注1： 也可以選擇方法D1505，此方法可用在上述材料以及膠面和板材。

1.3本標準以在SI單元表示的數(shù)據(jù)為標準數(shù)據(jù)。

1.4本標準無意體積所有的安全注意事項，如有，也僅是與其使用有關。標準的使用者有責任使用本標準前合適的安全防范措施，并確定各項安全條令的適用性。

注2：本標準比不等同于ISO 1183中方法A。

2、參考標準

2.1ASTM標準

D618塑料和電絕緣材料實驗的狀態(tài)調節(jié)2

D891液態(tài)工業(yè)化合物的比重,表觀比重的標準試驗方法3

D1505用密度梯度法測試塑料密度的測試方法2

D1622硬質泡沫塑料的表觀密度的測試方法2

D1898塑料制樣操作4

D4968塑料的試驗方法和使用的年度復審標準指南2

E1 ASTM溫度計使用5

E12 固體、液體及氣體密度和比重的有關術語6

E380 SI制體制的使用操作（現(xiàn)代化的十進制）7

E691采用實驗室間合作研究確定檢測方法精密度7

3、術語

3.1常規(guī)——本測試中使用的計量單位、標志的縮寫都以E380為依據(jù)

3.2名詞解釋：

3.2.1比重（相關密度）——物質不能滲透的一部分的單位體積在23。C的空氣里和在相同溫度下不含氣體蒸餾水的同等體積的同等密度的比值。公式表示為：

sp gr23/23。C

注3：此度與術語E12里表觀比重和表觀密度的度本質上相等，因為由不準確的空氣浮力得來的細微的百分比差異不影響整體效果。

3.2.2密度——物質不能滲透的一部分在23。C的空氣里每立方米的千克數(shù)，公式表達為：

D23，千克/米3（注3-5）

注4：密度在SI單元里的單位和在操作E380的單位都是千克/米3，將單位克/厘米3乘以1000就轉換成單位千克/米3。

注5：比重23/23。C轉換成千克/米3，可用下列等式進行：

D23，kg/m3=sp gr23/23。C×997.5

4、方法概要

4.1測定空氣中固體塑料樣品的量。再將其浸入水中。測定出其露出水面的量就能計算出它的比重（相關密度）。

5、意義及使用

5.1固體的比重或密度就是能通過方便的測量從而確定某一物質的一種特性，可根據(jù)同一個樣品的物理變化來顯示出不同樣品或實驗品中的同一性程度，或者可顯示大量樣品的平均密度。

5.2一個樣品在密度上的變化可能是因為結晶度的變化、可塑劑的缺損、溶劑的吸收或是其他因素。結晶度、熱量記錄、多孔性、復合性（樹脂、可塑料劑、顏料或者是填塞物的種類和比例）的變化會導致一部分樣品在密度上的變化。

注6：參考測試方法D1622

5.3密度有助于計算力重和成本重量的比率。

6、取樣

6.1根據(jù)操作D1898，測試比重（相關密度）的取樣單元里需能代表數(shù)據(jù)所需要的產(chǎn)品數(shù)量。

6.1.1如果知道或懷疑樣品是由兩層以上或有不同比重的部分組成，完善已完成部分或完善部件或形狀的交叉部分都被作為是樣品，或者分開樣品從每一層中拿取或測試。不能利用增加每層的比重來獲得比重（相關密度），除非將每層的相關百分比也考慮在內。

7、條件

7.1條件——根據(jù)操作D618的程序A，在測試前，調節(jié)測試樣品在23＋2。C和50＋5%的相關濕度以便其不小于40，除非合同或相關材料說明書的條件。一旦發(fā)生爭議，可＋1。C和＋2%相關濕度。

7.2測試條件——將標準實驗室的大氣壓調到23。C＋2。C和相關濕度在50＋5%，除非在本說明書或合同或相關材料說明書有特別的測試條件。

測試方法A：測試在水中的固體塑料樣品（測試樣品在1—50克）

8、范圍

8.1本測試方法涉及稱量一整塊1-50克在水中的樣品，此樣品需高于水面被沉入水中。本測試方法適用于濕潤卻不是水致濕的塑料。

9、儀器

9.1分析天平——此天平度的0.1毫克內，準確率在相關0.05%以內（即常溫下樣品的0.05%），在天平盤子上方裝置一個支撐浸水容器的支柱（“容器支架"）。

注7：確定與性能要求相符的天平是有用標準經(jīng)常對零點調節(jié)和靈敏度的檢測，和定期對刻度的檢測以使數(shù)據(jù)無誤。

9.2樣品固定器，需是防腐蝕的（如鐵絲網(wǎng)，寶石固定器等）

9.3下沉輔助物——用在重力小于1000的塑料樣品上。它必須：（1）防腐蝕；（2）重力不小于7.0；（3）有光滑的表面和常規(guī)形狀；（4）略重于要沉浸物。下沉輔助物要有一個口以便把樣品放在樣品盛托盤上。

9.4浸水容器——用來盛水和沉浸樣品的燒杯或大口容器。

9.5溫度計——到＋0.1。C的溫度計

10、材料

10.1水——與空氣*隔離的蒸餾水或軟化水。

注8：水在沸騰和冷卻或在很厚的真空燒瓶里搖擺時就能*和空氣隔離。（警惕：使用手套和防護裝備）如果水不能濕潤樣品，就再加幾滴。如果這樣還不能濕潤樣品，就使用方法B。

11、測試樣品

11.1測試樣品需是容易準備的測試的任何一個尺寸和形狀的單片，并且它的體積不小于1m3，有光滑的表面和邊緣。zui厚的樣品每克zui少1毫米。一個重1-5克的樣品就很適合了，zui重到50克（注9）。切割樣品時要很小心以避免由于壓力和摩擦熱量而導致的密度變化。

注9：塑料說明書要求有一個取樣詳細說明方法，以供參考。

11.2樣品須與油類、油脂和其他外界物質分開。

12、操作程序

12.1測量和記錄水溫。

12.2測量樣品在空氣中整體重量在1-10克中接近0.1毫克的重量或者整體重量在10-50克中接近1毫克的重量。

12.3必要時，將一根能夠著盤子上方釣鉤和浸水容器支柱的好的鐵絲放在天平上。這樣一來將樣品放在鐵絲上以便能在容器支柱上方吊起25毫米高。

注10：一旦使用鐵絲，樣品就在吊著時在空氣里稱重。在這種情況下記錄樣品的整體重量，a=（樣品+鐵絲，空氣）－（空氣中的鐵絲）

12.4將浸水容器裝在支柱上，并在12＋2。C時將懸吊的樣品（包括下沉輔助物）*沉浸在水（1.01）里。容器不能接觸到樣品固定器或樣品。再移動黏附在樣品、樣品固定器或下沉輔助物的泡沫，注意在樣品和下趁輔助物的孔。通常使用此方法不能把泡沫移走，如果泡沫持續(xù)形成（就像釋放氣體），建議使用真空（注12）。測試懸吊的樣品到所要求的度（12.2）（注11）。記錄表觀為b（樣品、下沉輔助物的總和，如果使用了液態(tài)中浸水的鐵絲也要將其算在內）除非特別說明，快速稱重以盡可能減少樣品對水的吸收。

注11——有必要改變天平的調節(jié)靈敏度以克服浸過水的樣品的阻尼效應。

注12——一些樣品可能包含了被吸收或釋放的氣體，不規(guī)則性會套住空氣泡沫；任何一種情況都會影響得來的密度數(shù)值。在這種情況下，浸水的樣品需在個別的真空里進行，除非泡沫在稱重前*停止（參見測試方法B）。這也正證實了這種一儀器的使用能帶來所要的度。

12.5稱量在水中樣品固定器（如使用下沉輔助器，也將其計算在內）的重量，并測量在上一步（注13和14）在同一深度的重量。記錄這些重量為w（在水里的樣品固定器）。

注13——如使用了鐵絲，就可以很方便地在沉浸時所處水平高度在鐵絲上做個凹口很淺的標志。鐵絲越好，在每次沉重時調節(jié)沉浸水平高度的可調節(jié)性越大。使用Awg No.36或更好的鐵絲時，可忽略它的浸水程度，如果不使用下沉輔助器，鐵絲在空氣中重量可用w表示。

注14——若使用了鐵絲和在在測量時將其放在天平臂上，總和a就被作為在天平另一個臂上的皮重或者是注12。在這種情況下，必須注意在幾次測量間的鐵絲（如可見的水）的變化不能超過所期望的值。

12.6所有的樣品測試操作都是重復這個程序。采用每一個樣品中的兩個測試樣品。比較在表格1和表格2中的數(shù)據(jù)選擇可接受的。增加的樣品應給出所要的值。

13、計算

13.1計算塑料的比重如下

sp gr23/23.C=a/(a+w-b)

其中

a=除去鐵絲、下沉輔助器和空氣的樣品表觀重量

b=*浸入水里的樣品表觀重量（若使用鐵絲也計算在內）和在水中一部分的鐵絲

w=*浸沒的下沉輔助器的表觀重量和一部分浸沒的鐵絲重量

13.2計算塑料密度如下：

D23,kg/m3=sp gr23/23。C×997.5

13.3如果水的溫度不是23＋2。C,可用如下公式：

M=△D/△t

D－(變化到23。C)，kg/m3

=sp gr ta/tw×[997.5＋(tw－23)×M]

sp gr23/23=D(變化到23。C)/997.5

14、記錄

14.1記錄包括以下內容：*材料定性或預測，其中包括材料的準備和調控

14.1.2對測驗樣品的平均的重力（相關密度），從抽樣的單位調控到23。C的話，應寫為sp gr23/23。C= 平均密度寫為D23C= kg/m3

14.1.3對抽樣單位不同水平的測量值，這個是根據(jù)大量的相同材料所得，或者是不同種材料所得到的。

14.1.4記錄水溫

14.1.5從四個重要的數(shù)據(jù)中記錄密度和比重，

14.1.6物料氣泡性的證明

14.1.7測試方法（方法D792中的方法A）

14.1.8測試日期

15、和偏差

15.1詳情可看2.3部分

測試固體塑料在非水性液體中的方法B

16、范圍

16.1測試方法B主要是用在除水外樣品重量在1-50克的比水輕且水對其有影響的塑料

17、設備

17.1設備包括在第8部分所提及的天平、鐵絲和沉浸用的容器，或者選擇性地用以下器具

17.2帶有溫度計的比重瓶——25毫升帶有溫度計的特殊重力瓶

17.3比重瓶——能容25毫升焊接狀的比重瓶和一個外接帽

17.4溫度計——溫度計上有10個明顯的刻度，而且溫度范圍不低10華氏度，并且有冰點。ASTM23 C溫度計應該滿足這個實驗目的。

17.5恒溫水浴——一個恒溫水浴應該可以保持在23 oC，偏差在0.1oC

18、材料

18.1浸泡液體——所使用的液體不應該會溶解、膨脹，否則會影響樣品，但要求能濕潤樣品并且其比重比樣品小。另外，浸泡液體需不吸水、低汽壓、低黏度，和高散點，以及留有少量或沒有蠟或汽化點。對于不同的塑料煤油餾出物的嚴密切面可以滿足此需求。在使用此方法前后需決定浸泡液體的比重在23/23oC，以至保證度相關到0.1%，除非有特殊情況。

如果不具有恒溫水浴，可以用一個干燥的清潔的配有溫度計的比重瓶代替。此比重瓶應該裝滿小于23oC的水。

假如具有恒溫水浴，一個比重瓶子，則不需要溫度計。

19、樣品測試

19.1詳細情況請參閱第11章

20、步驟

20.1這個步驟應該是跟第12章相似，除非在沉浸液的選擇和沉浸液溫度

應保持在23oC＋0.5 oC

21、測算

21.1這里的測算應該與第13章相似，除非d的值在液體比重時，可由以下公式取代：

Sp gr23/23 oC=(a×dl(a＋w－b)

22、記錄

22.1詳細情況請參閱第14章

23、標準和偏差

23.1表格1表格2是建立在1985年的相關實驗，具體地參照了E691條例，此條例包五種材料的測試，均用了方法A并且是在六個實驗室里完成的。在六個實驗室里用方法B對四種材料的測試，每個測試結果均建立在兩個不同的測試結果中的。

23.2 r和R的概念都在表格2里-假設Sr 和 SR是從大量的數(shù)據(jù)的得到的,測試結果是取四次果的平均值，那么就可以滿足數(shù)據(jù)的重復性和再現(xiàn)性

23.2.1數(shù)據(jù)重復可以得出現(xiàn)等的數(shù)據(jù)。 r 是需要在同一種物材上中分別兩次得到的。獲得這個數(shù)值在兩種不同的設備， 不同的方法和不同得測試員， 而且是不同的時段得出的。這兩個數(shù)據(jù)必須要取取決，并不是相等的。它們的不一樣主要取決于物料中r的值。

23.2.2數(shù)值的再現(xiàn)性- R是需要在同一種物材上中分別兩次得到的。獲得這個數(shù)值在兩種不同的設備， 不同的方法和不同得測試員， 而且是不同的時段得出的。這兩個數(shù)據(jù)不等的需要取決，它們的不一樣主要取決于物料中R的值。

23.2.3任何不同的值根據(jù)23.2.1或者23.2.2 應該要有大概95%的可以更正的。

23.3目前還沒有一個被認可的標準去對這種測試方法的偏差評估。

24、關鍵字：密度，相關密度，比重