Los plásticos celulares están formados por finas membranas poliméricas que separan pequeñas cavidades o células. Las celdas pueden estar mayoritariamente cerradas y separadas, mayoritariamente abiertas e interconectadas, o una combinación de ambas. El porcentaje de celdas abiertas es indicativo de la calidad aislante de los plásticos celulares y es una variable importante, que requiere control durante la fabricación y evaluación después de la producción. El método de ensayo estándar D2856 de la ASTM proporciona un procedimiento para determinar el porcentaje de células abiertas utilizando un modelo antiguo de picnómetro de comparación de aire. Este aparato ya no se fabrica. Sin embargo, puede determinar el porcentaje de células abiertas cómodamente y con mayor precisión realizando una prueba que utilice el picnómetro AccuPyc 1330 de Micromeritics.

La prueba, realizada como se describe en esta nota de aplicación, es comparable en todos los aspectos con el método estándar ASTM. Como en el método estándar, se corta una muestra del material original y se determina el volumen de la muestra. Este corte abre algunas de las celdas cerradas. A continuación, se realiza un segundo corte de igual superficie en el mismo material de muestra y se vuelve a determinar el volumen. El segundo corte permite calcular una corrección para las celdas abiertas por el primer corte. Aunque la norma ASTM D2856 especifica el aire como gas de operación, el nitrógeno seco es satisfactorio en todos los aspectos. Si se desea, puede utilizarse aire seco.

Antes del análisis, calibre el AccuPyc utilizando el gas de análisis y la presión de llenado reales.

Preparación y análisis de la muestra

1. Corte dos cubos de 2,5 cm de la muestra. Utilice un instrumento de corte afilado, como una cuchilla de afeitar, y una regla para asegurarse de que los cubos se cortan con las dimensiones precisas.
2. Determinar con precisión el volumen geométrico de ambos cubos de muestra (_Vg). _Vg es un número crucial para calcular el volumen de la célula abierta.
3. Coloque ambos cubos en el recipiente de muestras del AccuPyc y determine el volumen de desplazamiento de gas (_Vp1). El contenedor de muestras tiene una capacidad de 100 ^cm3. Los dos cubos ocupan aproximadamente el 30% del recipiente, lo que proporciona un volumen suficiente para realizar mediciones precisas con el AccuPyc. Obsérvese que _Vp1 es menor que el volumen _Vg. Esto se debe a que las celdas abiertas se excluyen de la medición con el AccuPyc. Algunas de estas celdas abiertas se crearon al cortar la muestra a medida.
4. Corte ambos cubos tres veces con una cuchilla de afeitar a lo largo de líneas paralelas a los lados de los cubos (consulte la figura siguiente). La trisección de ambos cubos crea un total de dieciséis cubos más pequeños y duplica la superficie expuesta y el número de celdas abiertas por el corte.
5. Vuelva a colocar los dieciséis cubos de muestra en el recipiente de muestras del AccuPyc y determine el volumen (_Vp2).

Determinación del porcentaje de celdas abiertas

Si el volumen de células abiertas en el material celular es_Voc, la cantidad medida en el tercer paso anterior
(_Vp1) viene dada por

_Vp1 = _Vg -_Voc - _Vcc

El quinto paso, que mide _Vp2, se expresa mediante

_Vp2 = _Vg -_Voc - _2Vcc

Multiplicando la ecuación 1 por un factor de dos y restando la ecuación 2 del resultado se obtiene

_2Vp1 - _Vp2 = _Vg -_Voc

que se reordena en

_Voc = _Vg - _2Vp1 + _Vp2

El porcentaje de células abiertas (_Co) se calcula entonces como

_Co = _Voc/Vg x 100