Densidad - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Para la mayoría de las sustancias puras distintas de los polímeros, la densidad no varía significativamente de una muestra a otra. Muchos polímeros pueden ser parcialmente cristalinos y el grado de cristalinidad puede tener un efecto notable sobre su densidad. Por el contrario, el conocimiento de la densidad puede ser útil para evaluar el grado de cristalinidad. Una de las formas más importantes en que se determinan las densidades de los polímeros es mediante el uso de una columna de gradiente de densidad o columna de densidad. Una columna de densidad se hace inyectando cuidadosamente una mezcla variable de dos líquidos miscibles de diferente densidad en el fondo de un tubo vertical. Cuando esto se hace de la manera correcta, la densidad de la columna de líquido resultante aumenta casi linealmente con la distancia desde la parte superior de la columna. Los líquidos deben elegirse tanto para cubrir el rango de densidad requerido como para que sean compatibles con las muestras a estudiar, es decir, los líquidos no deben atacar ni penetrar el polímero. Pequeños trozos del material para los que se requiere conocimiento de la densidad se humedecen con el líquido superior y se introducen con mucho cuidado en la parte superior de la columna. Luego se observa cada pieza hasta que deja de caer por la columna, cuando su densidad debe ser igual a la del líquido a ese nivel, y luego se determina su posición. Se coloca una escala al frente y un espejo detrás de la columna, lo que garantiza que la pieza de polímero se vea normalmente en la escala cuando se anota su posición. La columna debe calibrarse para dar la relación densidad-distancia, lo cual se hace insertando cuidadosamente flotadores especialmente calibrados en ella, cada uno de los cuales tiene una densidad efectiva conocida. Es fundamental utilizar varias piezas pequeñas de cualquier muestra de material para comprobar la consistencia, especialmente porque puede ser difícil ver pequeñas burbujas adheridas a dicha pieza. También es esencial que la columna se mantenga dentro de un baño transparente a temperatura constante, porque las densidades tanto del líquido como de las muestras de polímero dependen en gran medida de la temperatura. Una vez realizadas las medidas, los trozos de polímero o los flotadores se retiran de la columna muy lentamente mediante una pequeña cesta de rejilla. Esto se puede hacer sin causar una perturbación significativa del gradiente de densidad. Se pueden usar otros métodos para determinar la densidad, como la botella de gravedad específica o el picnómetro. Sin embargo, el método de columna de densidad suele ser mucho más simple y de mayor precisión para las muestras pequeñas que se utilizan habitualmente en la investigación de polímeros, para las que se puede lograr una inexactitud de 0,1 kg m 3.