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从ASTM D792、ISO 1183、GB/T1033国际规范看如何测量塑料颗粒密度

塑料的分类
塑料依产品别分为: 塑料粉末、塑料颗粒、塑料成品….等。
塑料颗粒由产品的不同可分为:
A:「热塑性塑料颗粒」(Thermoplastic Particles):
在常温下通常为颗粒状,加热到一定温度后变成熔融的状态,将其冷却后则固化成型,若再次加热则又会变成熔融的状态,而可进行再次的塑化成型。因此,热塑性塑料可经由加热熔融而反复固化成型,所以热塑性塑料的废料通常可回收再利用,亦即有所谓的「二次料」。
B:「热固性塑料颗粒」(Thermosetting Particles):
热固性塑料则是加热到一定温度后变成固化状态,即使继续加热也无法改变其状态。因此,热固性塑料无法经由再加热来反复成型,所以热固性塑料的废料通常是不可回收再利用的。
塑料成品依用途可分为:
软质与硬质两大类。硬质主要用在水管,塑料地板。软质主要用在玩具,合成皮,手套等。薄膜用途中使用最广泛的是农业上的塑料布,电线被覆的绝缘材料中则以软质聚氯乙烯为最多。
舉凡顆粒、片狀・薄膜、棒・管、成形体等都是密度測定対象,範囲廣泛。而基于成本和质量上的考虑,都必须量测其产品的密度值。

标准规范测试方法
从ASTM D792、ISO 1183、GB/T1033等国际规范中,明确的说明【塑料颗粒的密度测量】的遵循办法。
三种测定无空洞外形或挤压成型的非泡沫塑料和粉末,片状和颗粒密度的方法。
A:浸渍法:用于测定无空洞形成的片,棒,管和模压制品。(粉末除外)。
B:比重瓶法:用于测定颗粒,粉末,薄片,颗粒或小片的成品零件。
C:滴定法:用于测定任何无空洞形成的塑料。

实际的应用
1、 浸渍法
用于测定无空洞成型的片、棒、管和模压制品。(粉末除外)。
更温馨的方法:
浸渍法应用于测试颗粒、片、棒、管和模压制品时,应改进使用PP腐蚀性水槽,并且【使用酒精溶液当媒介液代替蒸馏水】。如此改进可以免除气泡附着于颗粒、片、棒、管和模压制品的表面。
温馨提示:确勿使用一般的压克力水槽、ABS水槽。因为长时间的置放酒精溶液。酒精将造成压克力水槽、ABS水槽的表面龟裂,而造成漏水现象。
2、 比重瓶法
用于测定颗粒、粉末、薄片、颗粒或小片的成品零件。
更温馨的方法:
比重瓶采用温度体积膨胀率最低的石英玻璃而成,体积膨胀率是普通钙钠玻璃的1/20。再【使用酒精溶液当媒介液代替蒸馏水】。可以免除气泡附着于颗粒表面和开放孔隙内。

塑料合成树脂依吸湿性分为
A:吸湿性 Hydroscopic B:非吸湿性 non-Hydroscopic
A:吸湿性 Hydroscopic :水份会被吸到胶粒内如: PA (Nylon), ABS, PET, PC,
                       PS等工程塑料。
B:非吸湿性 non-Hydroscopic:水份只会包围在胶粒的表面: PE, PP

塑料生产模式
可分为:A、一次料B、二次回收料。
A、现今的塑料几乎全都是以石油由石化工业轻油裂解过程中所分馏裂解出来的. 这些单体原本是气态或液态。选择适当的单体. 在热、光、压力或触媒等的复合反应下加以重新聚合而成的高分子的碳氢氧聚合材料。又称为一次料。
B、二次回收料的生产流程:
1.塑料瓶大部份仰赖人工分类 →2. 压缩成块便利运输→ 3. 破碎 → 4. 清洗 → 5. 再依密度分类.→ 6.烘干. → 7.混合熔解.→8.生产抽条.→9.切成颗粒状成为塑料的二次回收料.→ 10. 各类塑料再生品.

气泡的影响
根据德国的研究报告,附着在塑料颗粒上的气泡所造成的影响:
A、 一个直径Φ0.5mm的气泡,将造成一个小于0.0001g的浮力。
B、 一个直径Φ1mm的气泡,将产生一个0.005g的浮力。
C、 一个直径Φ2mm的气泡,将产生一个约为4.200g的浮力。

造成气泡的原因
1、 对于非吸湿性塑料颗粒PE、PP是石化工业下的产物,颗粒表面皆带有油成分。因为水的表面张力之故,塑料颗粒表面或凹凸不平之处易附着气泡。
2、 对于吸湿性的塑料颗粒PA (Nylon), ABS, PET, PC,PS等多孔工程塑料。开放孔隙和封闭孔隙是气泡附着的最佳场所。
3、 又塑料颗粒在混合熔解.→生产抽条.→切成颗粒状约0.3cm×0.6cm的过程中,容易使塑料颗粒存在气孔。因容易附着气泡,使得测试塑料颗粒时造成再现性的不良现象。

塑料助剂
使用于塑料成型加工品的助剂,消费量约为塑料产量的8%~10%。而塑料助剂添加的量和塑料助剂比重值,将直接影响所产品的各种物理性质。有些塑料助剂单价高昂,如邻苯二甲酸二辛酯(简称DOP)。
量测助剂相对密度能轻易检验塑料助剂的纯度。塑料助剂计有增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂、增白剂、填充剂、润滑剂、脱模剂等。

用于塑料成型加工品的助剂有
1、 增塑剂︰约80%用于聚氯乙烯和氯乙烯共聚物,其余用于纤维素衍生物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、天然和合成橡胶。软质聚氯乙烯平均外加45%~50%增塑剂。
邻苯二甲酸酯类︰是增塑剂的主体,其产量约占增塑剂总产量的80%左右,其中邻苯二甲酸二辛酯(简称DOP)是最重要的品种。
2、 热稳定剂︰用量较大的是聚氯乙烯和氯乙烯共聚物的热稳定剂。热稳定剂在
软质制品中的用量为2%左右,而在硬质制品中为3%~5%。 
3、 抗氧剂︰抗氧剂在塑料中虽用量较少(0.1%~1.0%),但却是聚烯烃、苯乙烯类树脂、聚氯乙烯、聚  胺、聚缩醛等大公顿位塑料的重要助剂。
4、 光稳定剂︰光稳定剂主要用于聚烯烃,尤其是聚丙烯。聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酯也使用少量的光稳定剂,其用量约0.1%~0.5%。
5、 阻燃剂︰消耗阻燃剂最多的塑料品种是聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯泡沫塑料、不饱和聚酯、ABS树脂和聚丙烯。
6、 发泡剂︰A、物理发泡剂:主要用于生产聚氨酯泡沫塑料。
B、化学发泡剂:主要品种是偶氮二甲胺(发泡剂AC) 多用于塑料,和-二亚硝基五亚甲基四胺(发泡剂H)常用于橡胶。
7、 抗静电剂︰抗静电剂分外部抗静电剂和内部抗静电剂。外部抗静电剂是0.5%~2.0%的稀溶液,用以涂布塑料的表面。内部抗静电剂是添加型的,用量0.1%~3.0%不等。阳离子表面活性剂,
8、防霉剂︰塑料工业使用季铵盐类表面活性剂、三丁基锡衍生物、8-羟基  铜、 
  水杨酸苯汞、2-乙基己酸二苯基 、 -三氯甲基硫代邻苯二甲  亚胺等防霉剂。
9、着色剂、增白剂、填充剂、偶联剂︰不是塑料专用化学品,是泛用材料。
10、润滑剂︰外润滑作用为主的润滑剂有石蜡、硬脂酸、脂肪酸皂等;内润滑作
   用为主的有硬脂酸丁酯,亚乙基双硬脂  胺等。氧化聚乙烯及其酯化、钙(盐)
   化产物,内、外润滑作用比较均衡,为一类性能优良润滑剂。
11、脱模剂︰石蜡、金属皂和有机硅是常用的脱模剂,尤其是聚二甲基硅氧烷,效果最佳。

PP的比重增加对刚性、维氏软化点、降伏点抗张强度的影响?
一般PP比重都在0.900附近,添加增塑剂0.5%可改善一些物性,也让比重稍微增加,但都不若LDPE,HDPE般比重会影响增加冲击强度,光泽性和刚性。塑料比重增加会增加刚性,维氏软化点和降伏点抗张强度。

PP的结晶程度和密度的关系?
密度和结晶构造(结晶化度)、刚性・强度、成形条件等存在着密切的关系。所以不管原料是热塑性塑料或热固性塑料,都必须加以严密的测量。尤其添加可塑性溶剂配方的塑料为更重要。
所以不管产品的生产方式是押出成型、射出成型、压板成型、双向延伸膜、延伸膜及吹膜成型、一般吹瓶、真空成型、抽纤维丝…等。比重的量测将直接影响产品的质量。




粉末冶金密度仪,粉末冶金密度计:http://www.shruthii.com/products/7-1.html


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