熔體流動(dòng)速率儀的測(cè)試方法

一、基本概念

1.什么是熔體流動(dòng)速率,

圖1是熔體流動(dòng)速率試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。料筒外面包裹的是加熱器，在料筒的底部有一只口模，口模中心是熔體擠壓流出的毛細(xì)管。料筒內(nèi)插入一支活塞桿，在桿的頂部壓著砝碼。

試驗(yàn)時(shí)，先將料筒加熱，達(dá)到預(yù)期的試驗(yàn)溫度后，將活塞桿拔出，在料筒中心孔中灌入試樣(塑料粒子或粉末)，用工具壓實(shí)后，再將活塞桿放入，待試樣熔融，在活塞桿頂部壓上砝碼，熔融的試樣料通過口模毛細(xì)管被擠出。

塑料熔體流動(dòng)速率(MFR)，以前又稱為熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)和熔融指數(shù)(MI)。熔體流動(dòng)速率儀

圖1

1( 1定義

熔體流動(dòng)速率是指熱塑性材料在一定的溫度和壓力下，熔體每10min通過標(biāo)準(zhǔn)口模的質(zhì)量， 單位為g/10min.

1(2 影響試驗(yàn)結(jié)果的因素

a.負(fù)荷:加大負(fù)荷將使流動(dòng)速率增加;

b. 溫度:在試樣允許的前提下，升高溫度將使流動(dòng)速率增加，如果料筒內(nèi)的溫度分布不均勻， 將給流動(dòng)速率的測(cè)試帶來很明顯的不確定因素;

c.關(guān)鍵零件(口模內(nèi)孔、料筒、活塞桿)的機(jī)械制造尺寸精度誤差使測(cè)試數(shù)據(jù)大大偏離。粗糙度達(dá)不到要求，也將使測(cè)試數(shù)據(jù)偏小。

2.意義

熔體流動(dòng)速率表征了熱塑性聚合物的熔體的流動(dòng)性能，通過對(duì)它的測(cè)量可以了解聚合物的分 子量及其分布、交聯(lián)程度，以及加工性能等等。

二、 熔體流動(dòng)速率試驗(yàn)的技術(shù)要求

由于溫度、負(fù)荷、機(jī)械零件的任何一項(xiàng)偏差，都會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的不正確，因此，為了保證 試驗(yàn)結(jié)果的正確性，必須對(duì)這些參數(shù)很具體地確定下來。

1. 溫度

由于在本試驗(yàn)中，唯有溫度是動(dòng)態(tài)參數(shù)，對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果影響也很大，因此對(duì)溫度的技術(shù)參數(shù) 規(guī)定得很細(xì)致。有的廠家生產(chǎn)的各種儀器(還有如恒溫槽，維卡軟化點(diǎn)，等等)凡有溫度指標(biāo)的，均標(biāo)上“溫控精度”這一項(xiàng)，其實(shí)是對(duì)用戶提供了一個(gè)貌似高精度而實(shí)則是沒有實(shí)際意義的指標(biāo)。

1(1 溫度數(shù)顯準(zhǔn)確度。

準(zhǔn)確度，這里指數(shù)顯值與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)之間的差值。一般來說，只要溫控系統(tǒng)具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性和微小的波動(dòng)，準(zhǔn)確度都是可以通過校正來消除誤差的。通常(按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，下同)要求在0.5?內(nèi)。

1(2 溫度波動(dòng)

溫度波動(dòng)，指料筒內(nèi)不論加料與否、溫度穩(wěn)定后的溫度波動(dòng)情況，這表征了設(shè)備的溫度控制能力。

1(3 溫度長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性

指料筒內(nèi)不論加料與否，在經(jīng)過一段長(zhǎng)時(shí)間，如4h后，溫度變化的數(shù)值，它表征了溫度控制系統(tǒng)抗環(huán)境溫度變化、抗電源電壓變化的能力，以及自身電子系統(tǒng)的漂移。通常要求不超過1?。 1(4 溫度分布

特指料筒內(nèi)口模上端起50mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)的溫度梯度，反映了料筒內(nèi)溫度的均勻性。通常要求在溫度高端不超過?1.5?，低端不超過?1?。

2. 負(fù)荷

根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，要求負(fù)荷的誤差在0.5,以內(nèi)。

3( 機(jī)械制造精度

a. 口模?？谀５拿?xì)管內(nèi)孔要求相當(dāng)嚴(yán)格，有二種規(guī)格:

內(nèi)徑 d=2.095mm?0.005mm,粗糙度0.25 1

內(nèi)徑 d=1.180mm?0.010mm,粗糙度0.25 2

b. 料筒。料筒內(nèi)孔要求達(dá)到d=9.55mm?0.025mm，粗糙度0.25級(jí)，維氏硬度600; c.活塞桿。測(cè)量頭部要求與料筒內(nèi)孔有合適的間隙配合，粗糙度0.25級(jí)，維氏硬度500。

這里要提及的是，在活塞桿上有多根刻線，在料筒內(nèi)加料后，活塞桿插入料筒，這時(shí)刻線都暴露在上面，料筒內(nèi)近底部的熔體由于存在氣泡等原因是不采用的，要等到活塞桿下移后達(dá)到第一根刻線，才進(jìn)入有效范圍，至最上面刻線為止，多余部分也屬無效。至于多根刻線，是根據(jù)不同國(guó)家制定的要求而作的標(biāo)志。

三、熔體流動(dòng)速率儀試驗(yàn)參數(shù)的選擇

看似繁多的技術(shù)參數(shù)，其實(shí)是儀器制造廠家的任務(wù)。供實(shí)驗(yàn)人員在操作時(shí)選用的，只有下列 三項(xiàng):溫度，負(fù)荷，口模。

在新標(biāo)準(zhǔn)中，1.180mm的口模已不再出現(xiàn)。而即使在以前的老標(biāo)準(zhǔn)中，1.180mm的口模也極少用到。

如何選擇試驗(yàn)參數(shù)，在相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3682、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO1133，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(試驗(yàn)方法)ASTM D1238都已明確規(guī)定。

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