La densité apparente correspond au rapport entre la masse d'un matériau et son volume apparent. Le volume apparent est la somme du volume réel et du volume des pores fermés. Elle représente le rapport entre l'espace occupé par un matériau sous l'action d'une force extérieure et sa masse, généralement exprimé en kilogrammes par mètre cube (kg/m³). Elle peut refléter la porosité, la dureté, l'élasticité et d'autres propriétés du matériau. Pour les matériaux de forme régulière, le volume peut être mesuré directement ; pour les matériaux de forme irrégulière, les pores peuvent être scellés à la cire, puis le volume mesuré par égouttage. La densité apparente est généralement mesurée à l'état naturel du matériau, c'est-à-dire à l'état sec après un stockage prolongé à l'air libre. Pour les matériaux isolants en caoutchouc expansé et en plastique, le rapport entre les bulles d'air à cellules fermées et les composants en caoutchouc et en plastique varie, et il existe une plage de densité correspondant à la conductivité thermique la plus faible.
Une porosité élevée assure une isolation efficace ; cependant, une densité trop faible peut facilement entraîner des déformations et des fissures. Parallèlement, la résistance à la compression augmente avec la densité, garantissant ainsi la stabilité du matériau à long terme. En termes de conductivité thermique, plus la densité est faible, meilleure est l'isolation thermique ; en revanche, une densité trop élevée accroît les transferts thermiques internes et diminue l'efficacité de l'isolation. Par conséquent, lors du choix de matériaux d'isolation thermique, il est essentiel de considérer leur densité apparente afin d'assurer un équilibre entre leurs différentes propriétés et de répondre aux exigences des diverses applications.
La masse volumique apparente désigne la densité intrinsèque d'un matériau, c'est-à-dire le rapport entre le volume occupé par un objet et sa masse. Dans le cas des matériaux d'isolation thermique, elle correspond généralement au rapport entre la masse d'air contenue dans les pores et la masse volumique réelle, exprimée en kilogrammes par mètre cube (kg/m³). À l'instar de la masse volumique apparente, la masse volumique apparente est un paramètre important pour évaluer les performances des matériaux d'isolation thermique. Elle reflète généralement le poids, l'absorption d'eau, les propriétés d'isolation thermique et d'autres caractéristiques du matériau.
Par conséquent, bien que la densité apparente et la densité volumique reflètent toutes deux la densité et la porosité des matériaux d'isolation thermique, elles présentent des différences évidentes :
1. Différentes significations
La densité apparente des matériaux d'isolation thermique évalue principalement les propriétés du matériau telles que la porosité et l'élasticité, et peut refléter la relation proportionnelle entre l'air et la masse réelle à l'intérieur du matériau.
La masse volumique apparente fait référence à la masse volumique du matériau isolant lui-même et ne tient pas compte des propriétés de sa structure interne.
2. Différentes méthodes de calcul
La densité apparente des matériaux isolants est généralement calculée en mesurant la masse et le volume de l'échantillon, tandis que la densité apparente est calculée en mesurant le poids d'un échantillon de matériau de volume connu.
3. Des erreurs peuvent se produire.
Le calcul de la densité apparente d'un matériau isolant étant basé sur le volume occupé par l'échantillon comprimé, il ne reflète pas fidèlement la structure globale du matériau. De plus, la présence de cavités ou de corps étrangers à l'intérieur du matériau peut engendrer des erreurs dans ce calcul. La densité apparente, quant à elle, ne présente pas ces inconvénients et reflète avec précision la densité et le poids du matériau isolant.
Méthode de mesure
Méthode de déplacement : Pour les matériaux de forme régulière, le volume peut être mesuré directement ; pour les matériaux de forme irrégulière, les pores peuvent être scellés à la cire, puis le volume peut être mesuré par la méthode de déplacement.
Méthode du pycnomètre : Pour certains matériaux, tels que les matériaux carbonés, la méthode du pycnomètre peut être utilisée, avec du toluène ou du n-butanol comme solution standard de mesure, ou la méthode de déplacement du milieu gazeux peut être utilisée pour remplir les micropores avec de l’hélium jusqu’à ce qu’il ne soit presque plus adsorbé.
Domaines d'application
La densité apparente trouve de nombreuses applications en science des matériaux. Par exemple, pour les mousses de caoutchouc souples et les isolants plastiques, le test de densité apparente sert principalement à évaluer leurs performances et à garantir que leurs propriétés d'isolation thermique et mécaniques sont conformes aux normes. De plus, la densité apparente est également utilisée pour évaluer les propriétés physiques des matériaux et leurs performances dans les applications d'ingénierie.
Si la densité et la proportion de caoutchouc et de plastique augmentent, la résistance du matériau et son coefficient de déchirure à l'état humide peuvent s'améliorer, mais la conductivité thermique augmentera inévitablement, dégradant ainsi les performances d'isolation thermique. Kingflex recherche un point d'équilibre optimal, la densité optimale, dans la relation restrictive entre une faible conductivité thermique, un coefficient de déchirure à l'état humide élevé, une densité apparente adaptée et une résistance à la déchirure optimale.
Date de publication : 18 janvier 2025
