1、材料科學實驗講義東華大學材料科學與工程中心實驗室匯編2009年7月I.固體材料的密度測試一、實驗目的密度是高分子材料的一個重要物理參數(shù)，是其內(nèi)在結構特點的一種表征。測定高分子材料的密度不但可以了解它們基本的物理性能，而且可作為研究超分子結構和形態(tài)結構的一種有效手段。測定高分子材料密度還能鑒別材料品種，對高分子材料密度的研究具有較大的理論意義和實際意義。通過本試驗，了解全自動密度計的測試原理，掌握儀器的操作。二、實驗原理測定材料密度的方法很多，本試驗采用全自動密度計進行測定，測試原理簡單,操作簡便快捷。圖1ULTRAPYCNOMETER1000型全自動密度計測試原理流程圖Evacuationra

2、teneedlevalveGasin進氣圖1是ULTRAPYCNOMETER1000型全自動密度計測試流程圖。采用氮氣作為實驗氣體，應用氣體驅替的阿基米德原理（密度=質量/體積），利用小分子直徑的惰性氣體在一定條件下的玻爾定律（PV=nRT）,精確測量被測材料的真實體積。測量樣品質量，求出其與真實體積之比，即得到密度值。三、儀器與樣品1、儀器：（Quantachrome）ULTRAPYCNOMETER1000型真密度分析儀。微處理器控制的氣體膨脹真密度分析儀。樣品池體積：10cc（?。?0cc（中）；135cc（大）。校準小球體積：7.0699cc（小）；28.9583cc（中）；56.55

3、92cc（大）。精確度：0.03%（?。?；0.03%（中）；0.02%（大）。重復性:0.015%（小）;0.015%（中）;0.01%（大）。分辨率:0.0001g/cc氣體：高純氨或高純氮。2、樣品：聚酯切片、丙綸、聚丙烯睛粉末四、實驗步驟1、選擇1-Run,輸入相應樣品池大小，其中1-large,2-medium,3-small;2、Enterweight輸入樣品質量；3、EnterSample輸入樣品編號；4、RunMode選擇2-MultiRun;5、MultipleRunMode輸入運行最大次數(shù)；6、EnterRunstoAvg輸入平均次數(shù)；7、EnterRunDeviation輸

4、入允許偏差值；8、PrintatEndofRun需要打印選1-Yes,不需要選2-No;9、EnterPurgeMode輸入吹掃方式，選1-flow;10、EnterPurgeTime輸入吹掃時間（1分鐘）；11. PressEntertoStart按Enter開始。五、實驗結果與數(shù)據(jù)處理列表表達測試結果。六、思考題1 .簡述全自動密度計測定材料密度的原理。2 .為準確測定材料密度，實驗中應注意哪些方面？II.液體的密度測試一、實驗目的通過本實驗應達到以下目的：1 .了解“U型管振蕩法密度計測定液體密度的基本原理。2 .學會使用“U型管振蕩法密度計測定液體密度。二、實驗原理“U”型管中試樣密度

5、的變化回引起振動頻率的改變，儀器可根據(jù)20oC時樣品儲出液的振動頻率自動計算得到微出液的密度。三、儀器與試劑儀器：ZYMD-1型智能液體密度計。試劑：蒸儲水、乙醇、丙酮。四、實驗步驟1、密度計的校準接通220V電源，打開密度計后面板開關，預熱30min。測量前首先對密度計進行自身校準，步驟如下：取潔凈樣品杯，倒入蒸儲水，將進液管插入蒸儲水中，另取一燒杯放在排液管出口處；用泵輪壓管裝置壓緊導液管，聽見掛鉤響聲即為卡緊；按下采樣鍵開始自動采樣，為保證測量的準確度，應采樣23次；待溫度恒定為20i0.1oC時，聽到提示音后，同時按住Shift鍵和Cal鍵，此時密度彳1應顯示為0.9981。注意：校準

6、儀器時，水要保證其純度，多進幾次液，并保證“U型管內(nèi)無氣泡，才能使校準數(shù)據(jù)準確。儀器校準完成后，懸空進液管，按住清洗鍵(clean鍵)，待所有蒸儲水排空后，放開清洗鍵。以上操作完成后，就可以進行樣品的測量了。2、樣品測量(1)取潔凈樣品杯，倒入少量樣品，將進液管插入樣液中，另取一燒杯放在排液管出口處。(2)按下采樣鍵開始自動采樣，為保證測量的準確度，應采樣23次。(3)待溫度恒定為20M.1G時，聽到提示音后，讀取液體密度值，此時密度值指示燈亮，按下切換鍵讀取酒精度值，此時酒精度指示燈亮，重新連續(xù)按下此鍵可恢復顯示密度值。(4)樣品測量完成后，應及時排空樣液，將進液管懸空，按住清洗鍵直至所有液

7、體排空即可。3、儀器清洗每次樣品排空后都要及時清洗，如想清洗干凈，關鍵是選擇合適的清洗液。(1)把合適的清洗液吸入管路連續(xù)清洗，直至“U型管內(nèi)看不到殘余物。(2)用蒸儲水清洗管路。(3)用蒸儲水和空氣交替35次進行清洗，直到由觀察窗觀察“U型管內(nèi)部無殘留物為止。4、關機保管儀器清洗完畢后，如不再測量其他樣品，就可以關閉后面板電源開關，拔掉電源線，打開泵輪壓管裝置掛鉤，松開壓管裝置，這樣做是為了防止導液管長時間被壓緊產(chǎn)生粘連。五、實驗結果與數(shù)據(jù)處理列表表達實驗結果與數(shù)據(jù)。六、思考題1、測定液體密度時為什么要恒溫測定?2、清洗儀器管路時須注意什么問題？附表1常見高分子材料的密度密度/(g/cm3)

8、材料密度/(g/cm3)材料0.8硅橡腔（可用二氧化硅填充到1.25）1.191.35增塑聚氯乙烯（大約含有40%增塑劑）0.83聚甲基戊烯1.201.22聚碳酸酯（雙酚A型）0.850.91聚丙烯1.201.26交聯(lián)聚氨酯0.890.93高壓（低密度）聚乙烯1.261.28苯酚甲醛樹脂（未填充）0.910.921-聚丁烯1.261.31聚乙烯醇0.90.93聚異丁烯1.251.35:乙酸纖維素0.921.00天然橡膠1.301.41苯酚甲醛樹脂（填充有機材料：紙，織物）0.920.98低壓（高密度）聚乙烯1.301.40聚氟乙烯1.01T.04尼龍121.341.401賽璐珞1.03T.05

9、尼龍111.38T.41聚對苯二甲酸乙二醇酯1.041.06丙烯月青-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）1.381.50硬質PVC1.041.08聚苯乙烯1.411.43聚氧化甲烯（聚甲醛）1.051.07聚苯髓1.471.52月尿-三聚鼠胺樹脂（加肩肩機填料）1.061.10苯乙烯-丙烯月青共聚物1.471.55氯化聚氯乙烯1.071.09尼龍6101.502.00酚醛塑料和氨基塑料（加有無機填料）1.12T.15尼龍61.701.80聚偏二氟乙烯1.13T.16尼龍661.802.30聚酯和環(huán)氧樹脂（加有玻璃纖維）1.101.40環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂1.861.88聚偏二氯乙烯1.141.17聚丙烯睛2.102.20聚三氟-氯乙烯1.151.25乙酢酸纖維素2.102.30聚四氟乙烯1.161.20聚甲基丙烯酸甲酯1.181.24內(nèi)酸纖維素1.171.20聚乙酸乙烯酯常見液體的密度廳P物質名稱密度(20(C)易燃性毒性1水0.99822無無2甲醇0.792極易燃后毒3乙醇0.789極易燃無4醇0.809易燃無5丙酮0.79極易燃無6異醇0.