Gęstość pozorna odnosi się do stosunku masy materiału do jego objętości pozornej. Objętość pozorna to objętość rzeczywista powiększona o objętość porów zamkniętych. Odnosi się ona do stosunku przestrzeni zajmowanej przez materiał pod działaniem siły zewnętrznej do masy materiału, zazwyczaj wyrażanej w kilogramach na metr sześcienny (kg/m³). Może odzwierciedlać porowatość, twardość, elastyczność i inne właściwości materiału. W przypadku materiałów o regularnych kształtach objętość można zmierzyć bezpośrednio; w przypadku materiałów o nieregularnych kształtach pory można uszczelnić woskiem, a następnie zmierzyć objętość poprzez drenaż. Gęstość pozorną zazwyczaj mierzy się w stanie naturalnym materiału, tj. w stanie suchym, przechowywanym na powietrzu przez długi czas. W przypadku materiałów izolacyjnych z gumy spienionej i tworzyw sztucznych stosunek pęcherzyków o zamkniętych komórkach do składników gumowych i plastikowych jest zmienny i istnieje zakres gęstości o najniższej przewodności cieplnej.
Wysoka porowatość może skutecznie izolować, ale zbyt niska gęstość może łatwo prowadzić do odkształceń i pęknięć. Jednocześnie, wraz ze wzrostem gęstości, wzrasta wytrzymałość na ściskanie, zapewniając długotrwałą stabilność materiału. Jeśli chodzi o przewodność cieplną, im mniejsza gęstość, tym niższa przewodność cieplna i lepsza izolacja termiczna; jednak zbyt wysoka gęstość powoduje wzrost wewnętrznego przenikania ciepła, a tym samym spadek skuteczności izolacji termicznej. Dlatego przy wyborze materiałów termoizolacyjnych należy kompleksowo rozważyć ich gęstość pozorną, aby zapewnić zrównoważenie różnych właściwości i spełnić wymagania różnych scenariuszy użytkowania.
Gęstość objętościowa odnosi się do gęstości samego materiału, czyli stosunku przestrzeni zajmowanej przez obiekt do jego masy. W materiałach termoizolacyjnych zazwyczaj odnosi się do stosunku powietrza wewnątrz porów do rzeczywistej masy na jednostkę objętości, wyrażonej w kilogramach na metr sześcienny (kg/m³). Podobnie jak gęstość pozorna, gęstość objętościowa jest również jednym z ważnych parametrów oceny właściwości materiałów termoizolacyjnych, który zazwyczaj odzwierciedla wagę, nasiąkliwość, izolacyjność cieplną i inne właściwości materiału.
Dlatego też, chociaż zarówno gęstość pozorna, jak i gęstość objętościowa odzwierciedlają gęstość i porowatość materiałów termoizolacyjnych, występują między nimi pewne oczywiste różnice:
1. Różne znaczenia
Gęstość pozorna materiałów termoizolacyjnych służy głównie do oceny takich właściwości materiału, jak porowatość i elastyczność, a także może odzwierciedlać proporcjonalny związek między powietrzem a rzeczywistą masą wewnątrz materiału.
Gęstość objętościowa odnosi się do gęstości samego materiału izolacyjnego i nie ma związku z żadnymi właściwościami jego struktury wewnętrznej.
2. Różne metody obliczeniowe
Gęstość pozorną materiałów izolacyjnych zazwyczaj oblicza się, mierząc masę i objętość próbki, natomiast gęstość objętościową oblicza się, mierząc ciężar próbki materiału o znanej objętości.
3. Mogą występować błędy
Ponieważ obliczenie gęstości pozornej materiału izolacyjnego opiera się na objętości zajmowanej przez sprasowaną próbkę, nie odzwierciedla ona dokładnie ogólnej struktury materiału. Jednocześnie, w przypadku obecności pustych przestrzeni lub ciał obcych wewnątrz materiału, obliczenie gęstości pozornej może również obarczone błędami. Gęstość objętościowa nie stwarza tych problemów i może dokładnie odzwierciedlać gęstość i wagę materiału izolacyjnego.
Metoda pomiaru
Metoda przemieszczenia: W przypadku materiałów o regularnych kształtach objętość można zmierzyć bezpośrednio; w przypadku materiałów o nieregularnych kształtach pory można uszczelnić metodą woskową, a następnie objętość można zmierzyć metodą przemieszczenia.
Metoda piknometryczna: W przypadku niektórych materiałów, takich jak materiały węglowe, można zastosować metodę piknometryczną, stosując jako standardowy roztwór do pomiaru toluen lub n-butanol, albo można zastosować metodę wypierania ośrodka gazowego w celu wypełnienia mikroporów helem, aż do momentu, w którym ten prawie nie będzie już adsorbowany.
Obszary zastosowań
Gęstość pozorna ma szerokie zastosowanie w materiałoznawstwie. Na przykład, w przypadku elastycznych produktów izolacyjnych z gumy piankowej i tworzyw sztucznych, głównym celem badania gęstości pozornej jest ocena ich właściwości gęstościowych i zapewnienie zgodności z normami pod względem izolacji termicznej i właściwości mechanicznych. Ponadto gęstość pozorna jest również wykorzystywana do oceny właściwości fizycznych materiałów i ich wydajności w zastosowaniach inżynieryjnych.
Wraz ze wzrostem gęstości i zawartości gumy i tworzyw sztucznych, wytrzymałość materiału i współczynnik rozdzierania na mokro mogą wzrosnąć, ale przewodność cieplna nieuchronnie wzrośnie, a właściwości termoizolacyjne ulegną pogorszeniu. Kingflex znajduje optymalny punkt równowagi w wzajemnie ograniczającej relacji między niższą przewodnością cieplną, wyższym współczynnikiem rozdzierania na mokro, najbardziej odpowiednią gęstością pozorną i wytrzymałością na rozdzieranie, czyli gęstością optymalną.
Czas publikacji: 18-01-2025
