Zdánlivá hustota se vztahuje k poměru hmotnosti materiálu k jeho zdánlivému objemu. Zdánlivý objem je skutečný objem plus objem uzavřených pórů. Vztahuje se k poměru prostoru, který materiál zaujímá působením vnější síly, k hmotnosti materiálu, obvykle vyjádřenému v kilogramech na metr krychlový (kg/m³). Může odrážet pórovitost, tvrdost, elasticitu a další vlastnosti materiálu. U materiálů s pravidelnými tvary lze objem měřit přímo; u materiálů s nepravidelnými tvary lze póry utěsnit voskovým těsněním a poté lze objem měřit odvodněním. Zdánlivá hustota se obvykle měří v přirozeném stavu materiálu, tj. v suchém stavu skladovaném na vzduchu po dlouhou dobu. U pěnové pryže a plastových izolačních materiálů se poměr bublin s uzavřenými buňkami k pryžovým a plastovým složkám liší a existuje rozmezí hustoty s nejnižší tepelnou vodivostí.
Vysoká pórovitost může účinně izolovat, ale příliš nízká hustota může snadno vést k deformaci a praskání. Zároveň se s rostoucí hustotou zvyšuje pevnost v tlaku, což zajišťuje dlouhodobou stabilitu materiálu. Z hlediska tepelné vodivosti platí, že čím menší hustota, tím nižší je tepelná vodivost a tím lepší je tepelná izolace; pokud je však hustota příliš vysoká, zvyšuje se vnitřní přenos tepla a snižuje se tepelněizolační účinek. Proto je při výběru tepelněizolačních materiálů nutné komplexně zvážit jejich zdánlivou hustotu, aby se zajistilo, že různé vlastnosti budou vyváženy a splňují potřeby různých scénářů použití.
Objemová hustota se vztahuje k hustotě samotného materiálu, tj. k poměru prostoru, který objekt zabírá, k jeho hmotnosti. U tepelně izolačních materiálů se obvykle vztahuje k poměru vzduchu ve vnitřních pórech a skutečné hmotnosti na jednotku objemu, vyjádřené v kilogramech na metr krychlový (kg/m³). Podobně jako zdánlivá hustota je objemová hustota jedním z důležitých parametrů pro hodnocení vlastností tepelně izolačních materiálů, která obvykle odráží hmotnost, nasákavost, tepelnou izolaci a další vlastnosti materiálu.
Ačkoli tedy jak zdánlivá hustota, tak objemová hustota odrážejí hustotu a pórovitost tepelně izolačních materiálů, mají mezi sebou určité zjevné rozdíly:
1. Různé významy
Zdánlivá hustota tepelně izolačních materiálů vyhodnocuje především vlastnosti materiálu, jako je pórovitost a elasticita, a může odrážet proporcionální vztah mezi vzduchem a skutečnou hmotností uvnitř materiálu.
Objemová hmotnost se vztahuje k hustotě samotného izolačního materiálu a nezahrnuje žádné vlastnosti vnitřní struktury.
2. Různé metody výpočtu
Zdánlivá hustota izolačních materiálů se obvykle vypočítává měřením hmotnosti a objemu vzorku, zatímco objemová hustota se vypočítává měřením hmotnosti vzorku materiálu o známém objemu.
3. Mohou se vyskytnout chyby
Protože výpočet zdánlivé hustoty izolačního materiálu je založen na objemu, který zabírá stlačený vzorek, nemůže dobře reprezentovat celkovou strukturu materiálu. Zároveň, pokud jsou uvnitř materiálu dutiny nebo cizí tělesa, může výpočet zdánlivé hustoty obsahovat chyby. Objemová hustota tyto problémy nemá a může přesně odrážet hustotu a hmotnost izolačního materiálu.
Metoda měření
Metoda posunutí: U materiálů s pravidelnými tvary lze objem měřit přímo; u materiálů s nepravidelnými tvary lze póry utěsnit metodou utěsnění voskem a poté lze objem měřit metodou posunutí.
Pyknometrická metoda: U některých materiálů, jako jsou uhlíkové materiály, lze použít pyknometrickou metodu s toluenem nebo n-butanolem jako standardním roztokem pro měření, nebo lze použít metodu vytěsnění plynného média k naplnění mikroporéz heliem, dokud se téměř neadsorbuje.
Oblasti použití
Zdánlivá hustota má širokou škálu uplatnění v materiálové vědě. Například u izolačních výrobků z pružné pěnové gumy a plastů je hlavním účelem testu zdánlivé hustoty vyhodnocení jejich hustotních vlastností a zajištění toho, aby jejich tepelněizolační a mechanické vlastnosti splňovaly normy. Kromě toho se zdánlivá hustota používá také k hodnocení fyzikálních vlastností materiálů a jejich výkonu v inženýrských aplikacích.
Pokud se zvýší hustota a zvýší se podíl pryžových a plastových složek, může se zvýšit pevnost materiálu a součinitel pevnosti v tahu za mokra, ale nevyhnutelně se zvýší tepelná vodivost a zhorší se tepelněizolační vlastnosti. Kingflex nachází optimální bod celkové rovnováhy ve vzájemně omezujícím vztahu mezi nižší tepelnou vodivostí, vyšším součinitelem pevnosti v tahu za mokra, nejvhodnější zdánlivou hustotou a pevností v tahu, tj. optimální hustotou.
Čas zveřejnění: 18. ledna 2025
