高分子材料性能测试方法第七章物理和化学性能测试第七章高分子材料的物理性能I 密度（相对密度）黏度9.1 高分子材料密度9.1高分子材料密度密度的定义1. 密度的定义密度：是指规定温度下单位体积内所含有物质的质量标准密度的单位是g/常用的单位有量，标准密度的单位是kg/m3，常用的单位还有g/cm3，g/l等等相对密度：定温度定体积条件下物质的质量与参比相对密度定度定体积条件下物质的质与参物质的质量比；一般常用的参比物质是水，相对密度没有单位。

表观密度：对于粉料、片料、颗粒状和纤维状等高分子材料，表观密度就是指单位体积内的物质的质量；泡沫塑料的表观密度是指单位体积的泡沫塑料量泡沫塑料的表观密度是指单位体积的泡沫塑料在规定温度和湿度的质量。

9.1 高分子材料密度2. 密度的测量方法A. 浸渍法B B. 比重瓶法C. 浮沉法D. 密度梯度法E E. 密度计法9.1 高分子材料密度9.1 高分子材料密度A. 浸渍法测试原理：是通过把试样完全浸入在溶剂中，通过测量试样浸入溶液前后的质量差来计算材料的密度。

9.1 高分子材料密度91实验步骤1.在标准环境温度下，称量试样在空气中的质量m。

2.在标准环境温度下，在空气中称量用直径小于0.13mm 的金属丝悬挂着的试样。

3.将悬挂善的试样全部浸人温度控制在23 士0.1 ℃的浸溃液中（浸渍液放在有固定支架的烧杯或其他容器里）。

试样上端距液面不小于10mm ，试样表面不能粘附空气泡。

称量试样在浸渍液中的质量m。

19.1 高分子材料密度B.密度瓶法根据侧量试样在比重瓶中排开液体的质量来计算试样的密度。

计算试样的密度9.1 高分子材料密度91实验步骤1 在标准环境温度下，称量干燥的空比重瓶质量。

a2 将试样装入比重瓶中，称其质量。

b3 注入浸渍液浸没试样。

将比重瓶抽真空，排除试样吸附的全部空气。

4 消除真空后，将比重瓶放人恒温水浴中，注人浸渍液至比重瓶刻度处。

瓶刻度处5 待比重瓶达到恒温后，再调节浸渍液面至比重瓶刻度处。

66 取出比重瓶擦干，立即称重。

c7 将比重瓶倒空，清洗后装人浸渍液，抽真空排除空气，恒温后，再调节液面至比重瓶刻度处，称其质量。

d恒温后再调节液面至比重瓶刻度处称其质量9.1 高分子材料密度C.浮沉法通过反复试验，找到试样在溶液中沉下去的最大溶液密度和能够浮出液面的最小溶液密度溶液密度ρ沉和能够浮出液面的最小溶液密度ρ浮。

浮3并且ρ浮-ρ沉≤0.001g/cm 。

9.1 高分子材料密度9.1实验步骤1.在多个直径45至50mm高100mm玻璃器中（数目由试样的密度范围决定），装人已知密度的浸渍液（可用密度计测定其密度）。

（可用密度计测定其密度）2.将玻璃器放入23º的恒温水域中。

3.将试样放人浸渍液中，表面不能附着空气泡。

3将试样放人浸渍液中表面不能附着空气泡4.记下试样沉下去的密度最大浸渍液密度值及能浮起来的密度最小的浸渍液的密度值，精确到来的密度最小的浸渍液的密度值精确到0.001g/cm3。

注，如需更精确的测定，需再制备一组密度范围更窄的注，如需更精确的测定，需再制备组密度范围更窄的浸渍液体系。

结果表示为：（ρ浮+ ρ沉）/29.1 高分子材料密度Ｄ.密度柱法密度柱法的工作原理：将两种密度不同，又能互相混溶的液体置于管筒状玻璃容器中，高密度液体在下，低密度液体轻轻沿壁倒入，由于液体分子的扩散作用，使两种液体界面被适当地混合，达到扩散平衡，形成密度从上至下逐渐增大并呈现连续的线成密度从上至下逐渐增大，并呈现连续的线性分布的液柱，俗称密度梯度管。

实验步骤１.密度柱的配制：a 选择合适的溶液a１.密度柱的配制：b 密度柱的制备密度柱中溶液密度在密度柱的制备过程中逐渐变小密度柱中溶液密度在密度柱的制备过程中逐渐变大9.1 高分子材料密度２.密度柱的标定将事先确定密度的小球放入密度柱中，浮标稳定后测量每个浮标几何中心高度，用小球在密度柱中的高度与小球的密度用小球在密度柱中的高度与小球的密度作图，得到密度梯度标定曲线。

9.1 高分子材料密度３.测定试样密度选用三个试样，用容器中的轻液浸润后，轻轻放人梯度柱中，一般试样放入后30min，其高度位置趋于稳定平衡，此时，测量其几何中心高度，若测量薄膜状试样时．高度位置稳定时间一般约为2h或更长（每组试样样时高度位置稳定时间般约为投放时间间隔最好不少于30min )。

注：若发现试样表面附有气泡则本样品作废。

当梯度柱中的试样过多影响投样时，用一根细金属丝与当梯度柱中的试样过多影响投样时用一根细金属丝与金属网等组成的打捞装置，缓缓将试样捞出，打捞速度不能高于，这样梯度柱的线性关系不会破坏，10mm/min该梯度柱可以继续使用。

4结果表示方法9.1 高分子材料密度4.结果表示方法：１）标准曲线法：以密度标定曲线为工作曲线，标准曲线法以密度标定曲线为作曲线通过试样在密度柱中的高度位置来确定相应的材料密度。

1.321g/ml g9.1 高分子材料密度Ｅ.密度计法利用材料在两种密度不同的混合溶液中悬浮的原理来测量材料器件的密度。

材料的密度与其所原理来测量材料器件的密度材料的密度与其所在的悬浮溶液的密度相同。

9.1 高分子材料密度实验操作1.将一定大小的材料放入混合溶液中；22.如果样品漂出液面，则加入密度较大的溶剂；3.如果样品沉在溶液底部则加入密度较低的溶剂；4.如此反复，直至试样在混合溶液中长时间悬浮，此时混合溶液的密度就是试样的密度。

9.1 高分子材料密度表观密度：对于粉料、片料、颗粒状和纤维状等高分子材料，表观密度就是指单位体积内的物质的质量泡沫塑料的表观位体积内的物质的质量；泡沫塑料的表观密度是指单位体积的泡沫塑料在规定温度和湿度的质量。

9.1表观密度的测试9.1 高分子材料密度9.1 高分子材料密度91步骤1.将A型漏斗垂直固定，其下端出口距两桶正上方20-30mm，并尽可能与量筒同一轴线。

在测试粉料时也可型漏斗使用B型漏斗。

2.测试前将试样混合均匀，用量杯取试样110-112ml，用挡板封挡住漏斗下端小寇，将试样倒入漏斗。

3.迅速移走挡板，是试样自然流进量筒，装满的量筒不得震动，必要时，对热固性塑料可以用一根小棒松动试样帮助流动。

如果由于静电，试样不流动，可加入少量氧帮助流动如果由于静电试样不流动可加入少量氧化铝、炭黑和乙醇重新测试。

44.用直尺刮去量筒上多余的试样，用天平称重，精确至0.1g。

5.对试样进行两尺测定，结果取平均值，已测试样不得重复使用。

复使用影响密度测试的因素1.试样表面气泡2.浸渍法测试中的悬丝种类和粗细度3.测试过程中的溶液温度4.梯度柱中内标的密度测量准确性参考标准GB 1033-1986 塑料密度和相对密度试验方法GB/T 1033.1-2008 塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分浸渍法、液体比重瓶法和滴定法GB/T 1463-2005 纤维增强塑料密度和相对密度试验方法GB/T 7155.1-1987 热塑性塑料管材及管件密度的测定第部分:聚乙烯管材及管件基准密度的测定测定第一部分:聚乙烯管材及管件基准密度的测定9.2 高分子材料黏度定义¾动力黏度：液体在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦力，单位是Pa s。

Pa•s运动黏度：指绝对黏度与其密度之间的比值¾运动黏度：指绝对黏度与其密度之间的比值，单位是m2•s。

¾黏度比：指在相同温度下，聚合物溶液粘度与溶剂粘度的比值；是个没有单位的数。

溶剂粘度的比值；是一个没有单位的数9.2 高分子材料黏度动力黏度与运动黏度的关系9.2 高分子材料黏度毛细管粘度法在一定温度下，当液体在直立的毛细管中，以完全湿润管壁的状态流动时，其运动粘度与流动时间成正比。

测定时，用已知运动粘度的液体作标准，测量其从毛细管粘度计流出的时间，再测量试样自同一粘度计流出的时间，则可计算出试量试样自同粘度计流出的时间则可计算出试样的粘度。

乌氏粘度计实验步骤把试样从管L装入下储器A，使液面处于上、下装液标线G与之间G. H把装好试样的粘度计的管N 套上干净的乳胶管。

用粘度计夹具或支架把粘度计固定在恒温槽中密封管M，将管N与抽气设备相连，将液体吸至计时球上标线E以上约5 m m处使管M 及N均与大气相通，液体自然流下测量试样弯月面最低点通过计时球上下标线E, F的时间平氏及芬氏粘度计实验步骤把粘度计倒转过来，让管N插入试样中，将试样吸入插入试样中将试样吸入至计时球的下标线F , 迅速倒转粘度计并擦净管口用粘度计夹具或支架把粘度计固定在恒温槽中度计固定在恒槽中将管N与抽气设备( 真空泵，洗耳球或注射器等) 连通，)连通把试样吸入计时球，至上标线E以上约5 mm处，使管N与大气相通，试样自然流下，测量试样弯月面最低点通过计时球上下标线E, F的时间自动逆流粘度计实验步骤把粘度计倒转过来，让管N插入试样中，将试样吸入至计时球的下标线G ，迅G迅速倒转粘度，密闭管N(采用套上带水止夹的乳胶管等方法)以防试样流入计时球用粘度计夹具或支架把粘度计固定在恒温槽中使管N与大气相通，液体自然流下，侧量液面的上沿从计时球C的下标线E升至上标线F所需的时间运动粘度的计算方法可以简化成由于E/t2<<Ct运动粘度=》9.2 高分子材料黏度影响因素1)测定过程中必须调整恒温浴的温度为规定的测定温度；)测定前试液管粘度计均应准确恒并2)测定前试液和毛细管粘度计均应准确恒温，并保持一定的时间。

3)试液中不能有气泡。

9.2 高分子材料黏度落球粘度法直落式通过测量小球在液体中匀速直落式：通过测量小球在液体中匀速自由下落定距离所需的时间求动力自由下落一定距离所需的时间求动力粘度。

滚落式：通过测量固体球在充满试样的倾斜管子中沿管壁滚动，下落一定距离所需的时间求粘度离所需的时间求粘度直落式实验步骤把试样装入试样管中使液面处于上计时标线把试样装入试样管中，使液面处于上计时标线50mm以上，塞上中心处带有垂直导向管的塞子。

试样管垂直安装在恒温槽中，并使液面处于恒温液面20mm以下。

待试样中的气泡消失后，把小球从导向管放入试样中，测量球下落经过上下计时标线所需时间，样中测量球下落经过上下计时标线所需时间放入第二个同样尺寸的小球，测量其下落时间，取平均值两个球的下落时间之差不得大于平均取平均值，两个球的下落时间之差不得大于平均值的1%。

滚落式实验步骤盖上试样管顶部的密封盖5 及螺帽4 ，把试样装入试样管中，使液面低于管端约15mm，放入球，盖上排气塞3 ，密封盖5及螺帽4 ，调节仪器的水平位置( 此时试样管与垂线成10°角) 。

待试样中的气泡消失后，将试样管连同保沮套旋转180 °，使球降至试样管的顶端( 此时顶端朝下) ，再把试样管连同保温套倒转180 °使其回)再把试样管连同保温套倒转180到正常位置，并用定位销钉15 锁紧。