Gęstość pozorna odnosi się do stosunku masy materiału do jego pozornej objętości. Objętość pozorna to objętość rzeczywista plus objętość zamkniętych porów. Odnosi się do stosunku przestrzeni zajmowanej przez materiał pod działaniem siły zewnętrznej do masy materiału, zwykle 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 zamknąć woskiem, a następnie zmierzyć objętość metodą drenażu. Gęstość pozorną najczęściej mierzy się w stanie naturalnym materiału, czyli w stanie suchym przechowywanym przez długi czas w powietrzu. W przypadku materiałów izolacyjnych ze spienionej gumy i tworzyw sztucznych stosunek pęcherzyków o zamkniętych komórkach do składników gumy i tworzyw sztucznych jest różny i istnieje zakres gęstości o najniższej przewodności cieplnej.
Wysoka porowatość może skutecznie izolować; ale zbyt mała gęstość może łatwo doprowadzić do deformacji i pęknięć. Jednocześnie wytrzymałość na ściskanie wzrasta wraz ze wzrostem gęstości, zapewniając długoterminową stabilność materiału. Pod względem przewodności cieplnej im mniejsza gęstość, tym niższa przewodność cieplna i lepsza izolacja termiczna; jeśli jednak gęstość jest zbyt duża, wzrasta wewnętrzne przenikanie ciepła i zmniejsza się efekt izolacji termicznej. Dlatego przy wyborze materiałów termoizolacyjnych konieczne jest kompleksowe uwzględnienie ich gęstości pozornej, aby zapewnić równowagę różnych właściwości w celu zaspokojenia potrzeb różnych scenariuszy użytkowania.
Gęstość nasypowa odnosi się do gęstości samego materiału, czyli stosunku przestrzeni zajmowanej przez obiekt do jego masy. W materiałach termoizolacyjnych odnosi się zwykle do stosunku powietrza w porach wewnętrznych do rzeczywistej masy na jednostkę objętości, wyrażonej w kilogramach na metr sześcienny (kg/m3). Podobnie jak gęstość pozorna, gęstość nasypowa jest również jednym z ważnych parametrów oceny właściwości materiałów termoizolacyjnych, który zwykle może odzwierciedlać masę, nasiąkliwość, izolację termiczną i inne cechy materiału.
Dlatego chociaż zarówno gęstość pozorna, jak i gęstość nasypowa odzwierciedlają gęstość i porowatość materiałów termoizolacyjnych, mają one pewne oczywiste różnice:
1. Różne znaczenia
Gęstość pozorna materiałów termoizolacyjnych ocenia głównie właściwości materiału, takie jak porowatość i elastyczność, i może odzwierciedlać proporcjonalną zależność pomiędzy powietrzem a rzeczywistą masą wewnątrz materiału.
Gęstość nasypowa odnosi się do gęstości samego materiału izolacyjnego i nie obejmuje żadnych właściwości struktury wewnętrznej.
2. Różne metody obliczeń
Gęstość pozorną materiałów izolacyjnych oblicza się zazwyczaj poprzez pomiar masy i objętości próbki, natomiast gęstość nasypową oblicza się poprzez pomiar masy próbki materiału o znanej objętości.
3. Mogą występować błędy
Ponieważ obliczenie gęstości pozornej materiału izolacyjnego opiera się na objętości zajmowanej przez ściśniętą próbkę, nie może ona dobrze odzwierciedlać ogólnej struktury materiału. Jednocześnie, gdy wewnątrz materiału znajdują się ubytki lub ciała obce, obliczenie gęstości pozornej również może być obarczone błędami. Gęstość nasypowa nie stwarza tych problemów i może dokładnie odzwierciedlać gęstość i wagę materiału izolacyjnego.
Metoda pomiaru
„Metoda przemieszczania”: w przypadku materiałów o regularnych kształtach objętość można zmierzyć bezpośrednio; w przypadku materiałów o nieregularnych kształtach pory można zamknąć metodą woskowania, a następnie zmierzyć objętość metodą wyporową.
„Metoda piknometryczna”: W przypadku niektórych materiałów, takich jak materiały węglowe, można zastosować metodę piknometryczną, w której standardowym roztworem pomiarowym jest toluen lub n-butanol, lub można zastosować metodę wypierania ośrodka gazowego w celu wypełnienia mikroporów helem aż do prawie nie jest już adsorbowany.
Obszary zastosowań
Gęstość pozorna ma szeroki zakres zastosowań w materiałoznawstwie. Na przykład w przypadku elastycznych wyrobów izolacyjnych z gumy piankowej i tworzyw sztucznych głównym celem badania gęstości pozornej jest ocena ich wydajności w zakresie gęstości i upewnienie się, że ich właściwości termoizolacyjne i mechaniczne spełniają normy. Ponadto gęstość pozorna służy również do oceny właściwości fizycznych materiałów i wydajności materiałów w zastosowaniach inżynieryjnych.
Jeśli gęstość wzrasta, a zawartość gumy i tworzyw sztucznych wzrasta, wytrzymałość materiału i współczynnik przenikania wilgoci mogą wzrosnąć, ale przewodność cieplna nieuchronnie wzrośnie, a właściwości izolacji termicznej pogorszą się. Kingflex znajduje optymalny punkt całkowitej równowagi we wzajemnie ograniczającej się zależności pomiędzy niższą przewodnością cieplną, wyższym współczynnikiem czynszu mokrego, najbardziej odpowiednią gęstością pozorną i wytrzymałością na rozdarcie, czyli optymalną gęstością.
Czas publikacji: 18 stycznia 2025 r
