Кажущаяся плотность — это отношение массы материала к его кажущемуся объему. Кажущаяся плотность — это фактический объем плюс объем закрытых пор. Она представляет собой отношение пространства, занимаемого материалом под действием внешней силы, к массе материала, обычно выражаемое в килограммах на кубический метр (кг/м³). Она может отражать пористость, твердость, эластичность и другие свойства материала. Для материалов правильной формы объем можно измерить непосредственно; для материалов неправильной формы поры можно запечатать воском, а затем объем можно измерить путем слива. Кажущаяся плотность обычно измеряется в естественном состоянии материала, то есть в сухом состоянии, хранящемся на воздухе в течение длительного времени. Для вспененных резиновых и пластиковых изоляционных материалов соотношение закрытых пор к резиновым и пластиковым компонентам варьируется, и существует диапазон плотности с наименьшей теплопроводностью.
Высокая пористость обеспечивает эффективную теплоизоляцию, но слишком низкая плотность легко приводит к деформации и растрескиванию. В то же время, прочность на сжатие увеличивается с увеличением плотности, обеспечивая долговременную стабильность материала. Что касается теплопроводности, чем меньше плотность, тем ниже теплопроводность и тем лучше теплоизоляция; но если плотность слишком высока, увеличивается внутренний теплообмен, и эффект теплоизоляции снижается. Поэтому при выборе теплоизоляционных материалов необходимо всесторонне учитывать их кажущуюся плотность, чтобы обеспечить баланс различных свойств и удовлетворить потребности различных сценариев использования.
Насыпная плотность — это плотность самого материала, то есть отношение объема, занимаемого объектом, к его массе. В теплоизоляционных материалах она обычно обозначает отношение внутреннего объема пор к фактической массе на единицу объема, выраженное в килограммах на кубический метр (кг/м³). Подобно кажущейся плотности, насыпная плотность также является одним из важных параметров оценки эффективности теплоизоляционных материалов, который обычно отражает вес, водопоглощение, теплоизоляционные и другие характеристики материала.
Таким образом, хотя и кажущаяся плотность, и насыпная плотность отражают плотность и пористость теплоизоляционных материалов, между ними существуют очевидные различия:
1. Различные значения
Кажущаяся плотность теплоизоляционных материалов в основном оценивает такие свойства материала, как пористость и эластичность, и может отражать пропорциональное соотношение между воздухом и фактической массой внутри материала.
Объемная плотность относится к плотности самого изоляционного материала и не учитывает свойства его внутренней структуры.
2. Различные методы расчета
Кажущаяся плотность изоляционных материалов обычно рассчитывается путем измерения массы и объема образца, тогда как насыпная плотность рассчитывается путем измерения веса образца материала известного объема.
3. Возможны ошибки.
Поскольку расчет кажущейся плотности изоляционного материала основан на объеме, занимаемом сжатым образцом, он не может точно отражать общую структуру материала. В то же время, при наличии полостей или посторонних частиц внутри материала, расчет кажущейся плотности также может содержать ошибки. Насыпная плотность не имеет этих проблем и может точно отражать плотность и вес изоляционного материала.
Метод измерения
Метод вытеснения: для материалов правильной формы объем можно измерить напрямую; для материалов неправильной формы поры можно запечатать методом восковой герметизации, а затем объем можно измерить методом вытеснения.
Пикнометрический метод: Для некоторых материалов, таких как углеродные материалы, можно использовать пикнометрический метод, используя толуол или н-бутанол в качестве стандартного раствора для измерения, или же можно использовать метод вытеснения газовой среды, заполняя микропоры гелием до тех пор, пока он практически не перестанет адсорбироваться.
Области применения
Кажущаяся плотность имеет широкий спектр применения в материаловении. Например, в гибких пенорезиновых и пластиковых изоляционных материалах основная цель испытания на кажущуюся плотность — оценить их плотность и убедиться, что их теплоизоляционные и механические свойства соответствуют стандартам. Кроме того, кажущаяся плотность также используется для оценки физических свойств материалов и их характеристик в инженерных приложениях.
Если плотность увеличивается, а содержание резиновых и пластиковых компонентов возрастает, прочность материала и коэффициент влажностной деформации могут увеличиться, но теплопроводность неизбежно возрастет, а теплоизоляционные характеристики ухудшатся. Компания Kingflex находит оптимальную точку равновесия в взаимоограничивающем соотношении между более низкой теплопроводностью, более высоким коэффициентом влажностной деформации, наиболее подходящей кажущейся плотностью и прочностью на разрыв, то есть оптимальную плотность.
Дата публикации: 18 января 2025 г.
