Jak już wspomniano w module Gęstość polimerów, w zależności od stanu fizycznego polimeru wyróżnia się następujące rodzaje gęstości:

• gęstość normalną dla tworzyw sztucznych w stanie ciekłym i plastycznym oraz w stanie litym, bez wtrąceń i pęcherzyków gazowych;
• gęstość pozorną dla tworzyw porowatych, spienionych, z pęcherzykami gazowymi, gdzie przestrzeń wypełniona powietrzem może zajmować do \( 90\% \);
• gęstość nasypową – objętość tworzywa zgranulowanego łącznie z pustymi przestrzeniami pomiędzy granulkami.

Pomiar gęstości prowadzimy w określonej temperturze, ponieważ gęstość i stan plastyczny polimerów jest związany z temperaturą.

Najczęściej spotykane metody oznaczeń gęstości materiałów polimerowych [1], [2], [3], [4], [5]:

1. metoda pomiaru objętości i masy;
2. oznaczenie gęstości za pomocą areometru;
3. metoda hydrostatyczna za pomocą wagi Westphala-Mohra;
4. metoda kolby Le Chatéliera gęstości ciał sypkich;
5. metoda piknometryczna;
6. metoda flotacyjna;
7. metoda kolumny gradientowej.

1. Pomiar objętości i masy
Polega na zmierzeniu wymiarów próbki polimeru uformowanego w kształt dowolnej bryły geometrycznej (walec, prostopadłościan, sześcian), obliczeniu objętości, a następnie zważeniu i wyliczeniu gęstości ze stosunku masy do objętości. Jest to prosta technicznie metoda, stosowana najczęściej do wyznaczania gęstości polimerów w formie prętów, belek, rur.

2. Pomiar gęstości areometrem
Metoda stosowana dla polimerów w formie ciekłej. Pomiar polega na zanurzeniu w naczyniu z badaną cieczą areometru z podziałką, na której odczytuje się gęstość. Link kieruje do strony objaśniającej budowę areometru.

3. Metoda hydrostatyczna
Polega na porównaniu masy próbki badanego tworzywa zmierzonej w powietrzu i zanurzonej w cieczy o znanej gęstości (np. wodzie destylowanej). Do oznaczenia stosuje się wagę hydrostatyczną Westphala-Mohra.
Gęstość badanej próbki wyznacza się ze wzoru:

gdzie: \( m_p \) – masa próbki w powietrzu, \( m_c \) – masa próbki zanurzonej w cieczy, \( \rho_c \) - gęstość zastosowanej cieczy immersyjnej.

Rys. 1 prezentuje sposób ważenia próbki w cieczy immersyjnej.

4. Pomiar gęstości polimerów w formie sypkiej za pomocą kolby Le Chatéliera
Do specjalnej kolby pomiarowej wlewa się ciecz (np. wodę destylowaną) do poziomu oznaczonego jako 0 \( cm^3 \), a następnie wsypuje sproszkowany polimer do poziomu 20 \( cm^3 \). Z różnicy ciężaru proszku przed wsypaniem do kolby i pozostałością (częścią nie wsypaną) określa się masę proszku wsypanego. Znając objętość substancji sypkiej (20 \( cm^3 \)) wylicza się gęstość ze stosunku masy do objętości. Rys. 2 przedstawia kolbę Le Chateliera.

5. Metoda piknometryczna
Metodę tę stosuje się do oznaczania gęstości tworzyw polimerowych w postaci proszków, granulek, czy płatków. W metodzie tej stosuje się piknometr – szklaną kolbkę o pojemności od 20-50 \( cm^3 \). Pomiar polega na zważeniu suchego piknometru, piknometru wypełnionego cieczą, suchej próbki oraz piknometru z próbką dopełnionego cieczą do pełna. Gęstość badanego polimeru wylicza się z równania:

gdzie: \( m_cp \) – masa suchej próbki, \( \rho_c \) – gęstość cieczy, \( m_c \) – masa cieczy (masa piknometru wypełnionego cieczą pomniejszona o masę suchego piknometru), \( m_{cp} \) – masa cieczy uzupełniającej pojemność piknometru (masa piknometru z próbką i cieczą, pomniejszona o masę suchego piknometru).

6. Metoda flotacyjna
Polega na porównaniu gęstości próbki badanego tworzywa z gęstością cieczy immersyjnej w chwili przechodzenia próbki w stan zawieszenia. Istotą metody jest sporządzenie kilku roztworów o różnych, znanych gęstościach, a następnie zanurzenie badanej próbki w każdym z tych roztworów. Gęstość cieczy, z którą badane tworzywo jest w równowadze jest zarazem gęstością tworzywa.

7. Metoda kolumny gradientowej
Próbkę wprowadza się do kolumny gradientowej wypełnionej cieczą immersyjną, pozostawia do osiągnięcia równowagi i odczytuje głębokość zanurzenia pod powierzchnią cieczy. Jest to metoda pośrednia, która wymaga sporządzenia krzywej wzorcowej głębokości zanurzenia pływaków o znanej o znanej gęstości, z głębokości zanurzenia badanej próbki odczytuje się gęstość badanego polimeru.