应用案列 | 气体法真密度仪在玻璃纤维密度测试上的良好应用

玻璃纤维是一种被广泛应用的性能优异的无机非金属材料。玻璃纤维密度的测定对研究纤维结构和物理性能有着重要意义，也是新纤维性能评定的基础。

玻璃纤维，因其纤维长而细的特殊形状，其密度测试相比于块状玻璃的密度测试，难度较高；同时玻璃纤维的密度与块状玻璃的密度之间有一定差异（两者成型工艺不同），因此并不能用块状玻璃的密度来表征同配方玻璃纤维的密度。

现有的玻璃纤维密度测试方法有密度天平法、液体比重法、气流法、沉浮比较法、密度梯度法、线密度估算法。其中沉浮比较法、密度梯度法都需要用四溴乙烷或者三溴甲烷等成分，对人体健康不益且其测试过程较为繁琐，而线密度估算法会因纤维直径偏差以及纤维毛羽的影响，造成此方法的精度偏差较大，难用于精确密度计算。

为得到一个精准高效的玻璃纤维密度测试方案，我们应对现有的测试方法进行评估。排除上述使用中会有明显局限性的几种方法，目前常用的三种测试方式是：密度天平法、液体比重法、气流法（也就是气体膨胀法），对这三种方法进行评估，得到的测定数据如下表所示^[1]：

此3种方法测定玻璃纤维典型粗纱和典型细纱玻璃原丝的纤维密度，从结果来看气流法偏差最小。因气流法测试时，玻璃纤维与介质接触最为全，同时基本不受人为因素干扰，故而测得的结果重复性最好，偏差低。

简述一下气流法（气体膨胀法）的作用原理：

通过对两个已知体积的舱室通入惰性气体，根据两个舱室压力的变化来确定样品的体积，从而得到密度数据。气体可以是氦气或者氮气等惰性气体，两者的区别在于氦气分子更小，更加容易进入到样品的孔道当中，测试时间也更短，而氮气的价格更低廉，性价比更高。

安东帕的Ultrapyc5000真密度分析仪是一款气流法作用的全自动密度分析仪。其内置高清触屏，一键式启动测试，并且使用帕尔贴半导体控温系统，可将温度精准、快捷的控制在15℃-50℃的区间内，将温度多结果的影响降到，提高测试精度。相比其它传统的密度测试方法，该方法操作简单，并且基本没有人为干扰，系统误差小，测试数据稳定。

Ultrapyc5000这款仪器除了在玻璃纤维密度测试方面有良好的应用反馈外，它还广泛用于测定多孔固体、半固体的样品密度测试，符合多个ASTM、ISO、MIPF和JIS标准，应用广泛。