Методы испытания жестких пенопластов Плотность (ASTM D1622, ИСО 845) Плотность пенопластов представляет значительный интерес для конструкторов изделий из этих материалов, поскольку многие физические свойства материала определяются их плотностью. Методика определения плотности пенопластов очень проста. В ее основе лежит приготовление образца определенной формы, которая бы позволяла достаточно просто измерить его объем. Далее образец взвешивается, а его объем вычисляется по линейным размерам, измеряемым с помощью микрометра, кронциркуля или калибра. Плотность рассчитывается как: Плотность (фунт/фут3) = Вес образца (фунт)/Объем образца (фут3) Этот метод был разработан для определения как суммарной плотности материала, так и эффективной плотности центральной части жестких пенопластов. Эффективная плотность материала в целом определяется как вес, отнесенный к единице объема, образца в целом, включая поверхностные слои. Эффективная плотность центральной части (ядра) материала определяется аналогичным образом, но после удаления поверхностных слоев. Размер ячеек Размер ячеек и их ориентация являются очень важными характеристиками пенопластов, поскольку от них зависят некоторые физические свойства материала. Так например, для оценки адсорбции воды и содержания открытых ячеек необходимо знание поверхности ячеек, которая, в свою очередь, рассчитывается на основ их размеров. Метод испытаний распространяется на определение эффективного размера ячеек в жестких пенопластах путем измерения количеств пересечений прямой с границами ячеек на определенной длине. При этом используются две базовые методики. Согласно процедуре А необходимо приготовить тонкие срезы толщиной не более чем половина среднего диаметра одной ячейки, что обеспечивает механическую устойчивость среза. После того как из образца с помощью микротома делается с указанных размеров, его изображение с помощью проектора слайдов проецируется на экран. Измеряется средняя длина хорды и определяется количество ее пересечений с границами ячеек. Далее рассчитывается среднее значение размера ячеек. Процедура В предназначена для использования применительно к хрупким материалам, из которых трудно приготовить тонкие срезы для визуального анализа. В этом случае на образце делается разрез так, чтобы получилась гладкая поверхность. Границы ячеек отмечаются маркером. Далее используется та же методика измерений что в первом случае: проводится прямая, рассчитывается количество ее пересечений с границами ячеек и вычисляется средний размер ячеек. Подсчет количества открытых ячеек (ASTM D2856, ИСО 4590-1981) Этот метод предназначен для определения пористости или процентного содержания открытых ячеек в пенопласте. Знание этих характеристик пенопласта необходимо для применения этих материалов в качестве плавательных средств, поскольку избыточная пористость или повышенное содержание открытых ячеек будут заметно сказываться на плавучести изделий из пенопластов. Высокое содержание замкнутых ячеек, напротив, препятствует удалению газообразных продуктов и тем самым повышает изоляционные характеристики материала, способствуя понижению его теплопроводности. Образцы с размерами, удобными для испытаний, могут быть получены только путем их вырезания из крупных заготовок. При этом часть закрытых ячеек становится открытой и при расчете она прибавляется к числу существующих открытых ячеек. Для внесения соответствующих корректив предлагаются три основные методики. Процедура А. Подсчитайте количество ячеек, открывшихся в процессе приготовления образца, измерив их диаметр и рассчитав на этом основании объем этих ячеек. Процедура В. Подсчитайте количество ячеек, открывшихся в процессе приготовления образца, путем приготовления среза и получения открытой поверхности по площади, равной площади поверхности исходного образца. Процедура С. Не вводите коррекцию на количество ячеек, открывшихся в процессе приготовления образца, но достаточно точно определите содержание полностью открытых ячеек. Точность этой оценки уменьшается по мере увеличения содержания замкнутых ячеек и увеличении их размера. Методика измерений основана на использовании закона Бойля, согласно которому увеличение замкнутого объема, занимаемого газом при постоянной температуре, пропорционально уменьшению давления. Если объем некоторого пространства увеличивается в равной степени в присутствии в этом объеме образца или в его отсутствии, то падение давления будет меньше для пустого пространства. Величина разности давления и рассчитанный из этого истинный объем материала позволяют найти процентное содержание замкнутых ячеек. Прибор, используемый для проведения испытаний, называется воздушным пикнометром (рис.1). Он состоит из двух цилиндров равного объема, в один из которых помещается образец. Поршни в обеих камерах могут перемещаться. При изменении объемов камер, обусловленных движением поршней, реальные изменения объема в камере с образцом меньше чем в пустой камере из-за присутствия образца. Величина этой разницы измеряется, и содержание открытых ячеек в пенопласте определяется расчетным путем. Воздушный пикнометр, предлагаемый на рынке, показан на рис. 1. 
Рис. 1. Схема воздушного пикнометра (воспроизведено с разрешения ASTM) | 
