Zellulare Kunststoffe bestehen aus dünnen Polymermembranen, die kleine Hohlräume oder Zellen voneinander trennen. Die Zellen können größtenteils geschlossen und getrennt, größtenteils offen und miteinander verbunden oder eine Kombination aus beidem sein. Der prozentuale Anteil offener Zellen ist ein Indikator für die Isolierqualität von Schaumstoffen und eine wichtige Variable, die während der Herstellung kontrolliert und nach der Produktion bewertet werden muss. Die ASTM-Standardprüfmethode D2856 bietet ein Verfahren zur Bestimmung des Prozentsatzes offener Zellen unter Verwendung eines älteren Modells eines Luftvergleichspyknometers. Dieses Gerät wird nicht mehr hergestellt. Sie können jedoch den Prozentsatz offener Zellen bequem und mit größerer Präzision bestimmen, indem Sie einen Test mit dem AccuPyc 1330 Pyknometer von Micromeritics durchführen.

Der Test, der wie in diesem Anwendungshinweis beschrieben durchgeführt wird, ist in jeder Hinsicht mit der ASTM-Standardmethode vergleichbar. Wie bei der Standardmethode wird eine Probe aus dem Originalmaterial geschnitten und das Volumen der Probe bestimmt. Durch diesen Schnitt werden einige der geschlossenen Zellen geöffnet. Anschließend wird ein zweiter Schnitt mit gleicher Fläche am gleichen Probenmaterial vorgenommen und das Volumen erneut bestimmt. Der zweite Schnitt ermöglicht es Ihnen, eine Korrektur für die durch den ersten Schnitt geöffneten Zellen zu berechnen. Obwohl die Norm ASTM D2856 Luft als Betriebsgas vorschreibt, ist trockener Stickstoff in jeder Hinsicht zufriedenstellend. Auf Wunsch kann auch trockene Luft verwendet werden.

Kalibrieren Sie den AccuPyc vor der Analyse mit dem tatsächlichen Analysegas und Fülldruck.

Vorbereiten und Analysieren der Probe

1. Schneiden Sie zwei 2,5 cm große Würfel aus der Probe. Verwenden Sie ein scharfes Schneidewerkzeug, z. B. eine Rasierklinge, und ein Lineal, um sicherzustellen, dass die Würfel auf die exakten Maße zugeschnitten sind.
2. Bestimmen Sie das geometrische Volumen der beiden Probenwürfel (_Vg) genau. _Vg ist eine entscheidende Zahl für die Berechnung des Volumens der offenen Zellen.
3. Legen Sie beide Würfel in den Probenbehälter des AccuPyc und bestimmen Sie das Gasverdrängungsvolumen (_Vp1). Der Probenbehälter fasst 100 ^cm3. Die beiden Würfel nehmen etwa 30 % des Behälters ein und bieten damit genügend Volumen für präzise Messungen mit dem AccuPyc. Beachten Sie, dass _Vp1 kleiner ist als das Volumen _Vg. Das liegt daran, dass offene Zellen bei der AccuPyc-Messung nicht berücksichtigt werden. Einige dieser offenen Zellen sind beim Zuschneiden der Probe entstanden.
4. Schneiden Sie beide Würfel dreimal mit einer Rasierklinge entlang von Linien, die parallel zu den Seiten der Würfel verlaufen (siehe Abbildung unten). Durch das Dreifachschneiden beider Würfel entstehen insgesamt sechzehn kleinere Würfel, wodurch sich die freiliegende Oberfläche und die Anzahl der durch Schneiden geöffneten Zellen verdoppelt.
5. Geben Sie alle sechzehn Probenwürfel erneut in den Probenbehälter des AccuPyc und bestimmen Sie das Volumen (_Vp2).

Bestimmung des Prozentsatzes der offenen Zellen

Wenn das Volumen der offenen Zellen im zellulären Material_Voc ist, ist die im dritten Schritt über
gemessene Menge (_Vp1) gegeben durch

_Vp1 = _Vg -_Voc - _Vcc

Der fünfte Schritt, der _Vp2 misst, wird wie folgt ausgedrückt

_Vp2 = _Vg -_Voc - _2Vcc

Multipliziert man Gleichung 1 mit dem Faktor zwei und subtrahiert Gleichung 2 von dem Ergebnis, so erhält man

_2Vp1 - _Vp2 = _Vg -_Voc

die sich umwandelt in

_Voc = _Vg - _2Vp1 + _Vp2

Der Prozentsatz offener Zellen (_Co) wird dann wie folgt berechnet

_Co = _Voc/Vg x 100