熔融指数的测定1
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• 熔体质量流动速率与熔体体积流动速 率已在最近的ISO标准中明确提出,我 标准中明确提出, 率已在最近的 标准中明确提出 国的标准也将作相应修订, 国的标准也将作相应修订,而在进出 口业务中, 口业务中,熔体体积流动速率的测定 也将很快得到应用。 也将很快得到应用。
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• 从体积的角度出发, 从体积的角度出发,对表征热塑性塑料在熔融 状态下的粘流特性,对调整生产工艺, 状态下的粘流特性,对调整生产工艺,又提供了一 个科学的指导参数。对于原先的熔体流动速率, 个科学的指导参数。对于原先的熔体流动速率,则 明确地称其为熔体质量流动速率,仍记为MFR。 明确地称其为熔体质量流动速率,仍记为 。 • 相对来说,材料熔指高对注塑、 相对来说,材料熔指高对注塑、拉丝等工艺确 实有好处,对吹塑、挤出等工艺的就弊大于利了。 实有好处,对吹塑、挤出等工艺的就弊大于利了。 还有,材料熔指的高低直接影响材料的物理性能: 还有,材料熔指的高低直接影响材料的物理性能: 如果材料熔指高,伸长率、冲击强度变低,而硬度、 如果材料熔指高,伸长率、冲击强度变低,而硬度、 拉伸强度、弯曲强度、模量值等就变高。 拉伸强度、弯曲强度、模量值等就变高。 所以在选 材料或做配方时, 材料或做配方时,熔指的数值是非常重要的一个系 数。
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三、试验步骤
• 1.确定试验条件 • 看似繁多的技术参数,其实是仪器制造厂家的任 看似繁多的技术参数 , 务 。 供实验人员在操作时选用的, 只有下列三 供实验人员在操作时选用的 , 项::温度,负荷,口模。 ::温度,负荷,口模。 温度 • 在新标准中,1.180mm的口模已不再出现。而即使 在新标准中, 180mm的口模已不再出现。 mm的口模已不再出现 在以前的老标准中, 180mm的口模也极少用到。 mm的口模也极少用到 在以前的老标准中,1.180mm的口模也极少用到。 • 如何选择试验参数 , 在相关的国家标准 GB3682 、 如何选择试验参数,在相关的国家标准GB3682、 GB3682 国际标准ISO1133, 美国标准( 试验方法) ISO1133 国际标准 ISO1133 , 美国标准 ( 试验方法 ) ASTM 1238都已明确规定 都已明确规定: D1238都已明确规定:
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其他测定方法(介绍) 五 其他测定方法(介绍)
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自动(半自动) 自动(半自动)测定不需对流出熔料 进行切割。它的原理是: 进行切割。它的原理是:在测定仪上预先 设定熔料的流出体积, 设定熔料的流出体积,再由测定仪上的计 时器自动记录流出该体积的熔料所需的时 这样,只要知道熔料的密度(注意: 间。这样,只要知道熔料的密度(注意: 是该材料在特定试验温度下的熔体密度)。 是该材料在特定试验温度下的熔体密度)。
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二、试验仪器及技术要求
• 1.口模。 .口模。 • 口模的毛细管内孔要求相当严格,有二种规 口模的毛细管内孔要求相当严格, 格: • 内径 d1=2.095mm±0.005mm,粗糙度 粗糙度0.25 ± 粗糙度 • 内径 d2=1.180mm±0.010mm,粗糙度 粗糙度0.25 ± 粗糙度 • 2. 料筒。 料筒。 • 料筒内孔要求达到 料筒内孔要求达到d=9.55mm±0.025mm, ± , 粗糙度0.25级,维氏硬度 粗糙度 级 维氏硬度600; ; • 而作的标志。 而作的标志。
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• 高聚物的某些性能(如力学性能、 高聚物的某些性能(如力学性能、电学 性能)很大程度上与温度相关, 性能)很大程度上与温度相关,而且这些相 关性在聚合物发生聚集态转变时表现尤为突 出。热性能试验就是通过各种试验方法对高 聚物的热性能进行测定和评价, 聚物的热性能进行测定和评价,为制品的设 生产、 计、生产、科研以及使用方法提供要的参数 和依据。 和依据。
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• 12.计算 12. • 通过上述操作过程,我们对每一段样条,取得了二 通过上述操作过程,我们对每一段样条, 个数值: 个数值: • 样条的质量- 样条的质量-m,g • 该样条流出的时间- 该样条流出的时间-t,s • 因为我们的定义是 : 每 10min ( 即 600s ) 流出口模 因为我们的定义是: 10min min( 600s 毛细管的熔体的质量, 而在上述的流出时间t 毛细管的熔体的质量 , 而在上述的流出时间 t , 不 一定是600 600s 甚至可能差很多, 因此, 一定是 600s , 甚至可能差很多 , 因此 , 要折合到 600s计算,这样: 600s计算,这样: • MFR=600.m/t MFR= • 式中 , m 、 t 的意义同上 , MFR 即为熔体 ( 质量 ) 流 式中, 的意义同上, MFR即为熔体 质量) 即为熔体( 动速率,单位为g/10min g/10min。 动速率,单位为g/10min。
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• 9.称重; 称重; • 10. 计算,取平均值; 10. 计算,取平均值; • 11. 用纱布 、 专用工具 ( 清洗杆 ) 清洗料筒 、 活 11. 用纱布、专用工具(清洗杆)清洗料筒、 塞杆,如料的粘性太重,不易清洗, 塞杆 , 如料的粘性太重 , 不易清洗 , 可在表面涂 一些润滑物,如石腊等。清洗一定要趁热进行。 一些润滑物 , 如石腊等 。 清洗一定要趁热进行 。 料筒、活塞杆在每次试验后都必须进行清洗。 料筒、活塞杆在每次试验后都必须进行清洗。 • 口模清洗 , 用专用工具 ( 口模清洗杆 ) 将内孔中 口模清洗,用专用工具(口模清洗杆) 熔融物挤出。在做相同材料的试验时, 熔融物挤出 。 在做相同材料的试验时 , 口模不必 每次清洗,但在调换试验品种、 每次清洗 , 但在调换试验品种 、 关闭加热器前或 已经多次试验,则必须清洗。 已经多次试验 , 则必须清洗 。 遇有不易清洗的情 同样可涂一些石腊等润滑物。 况,同样可涂一些石腊等润滑物。
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• 8.计时,切样,可切数段; 计时,切样,可切数段; • 根据定义,当熔体在负荷的作用下通过口 根据定义, 模毛细管挤出, 模毛细管挤出,由操作人员使用切割刀具 将流经口模出口的一段熔料割取, 将流经口模出口的一段熔料割取,并记录 该段熔料自口模流出的时间, 该段熔料自口模流出的时间,经称重并换 算至流出时间为10min时的质量,即为熔体 时的质量, 算至流出时间为 时的质量 质量流动速率值MFR。配置有自动定时切 质量流动速率值 。 割装置的设备,可根据需要设置切割间隔 割装置的设备, 时间。 时间。 任何型号的熔体流动速率测定仪都可进 行手工切割测定
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• 3 .活塞杆。 活塞杆。 • 测量头部要求与料筒内孔有合适的间隙 配合,粗糙度0.25级,维氏硬度 配合,粗糙度 级 维氏硬度500。 。 • 这里要提及的是, 这里要提及的是 , 在活塞杆上有多根刻 在料筒内加料后, 活塞杆插入料筒, 线 , 在料筒内加料后 , 活塞杆插入料筒 , 这 时刻线都暴露在上面, 时刻线都暴露在上面 , 料筒内近底部的熔体 由于存在气泡等原因是不采用的, 要等到活 由于存在气泡等原因是不采用的 , 塞杆下移后达到第一根刻线, 塞杆下移后达到第一根刻线 , 才进入有效范 至最上面刻线为止, 多余部分也属无效。 围 , 至最上面刻线为止 , 多余部分也属无效 。 至于多根刻线, 至于多根刻线,是根据不同国家制定的要求
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第一节 熔融指数的测定
一、原理 熔融指数,又称熔体流动速率,其定义为: 熔融指数,又称熔体流动速率,其定义为:在规定 条件下,一定时间内挤出的热塑性物料的量, 条件下,一定时间内挤出的热塑性物料的量,也即熔体 通过标准口模毛细管的质量, 表示, 每10min通过标准口模毛细管的质量,用MFR表示,单 通过标准口模毛细管的质量 表示 位为g/10min。熔体流动速率可表征热塑性塑料在熔融 位为 。 状态下的粘流特性,对保证热塑性塑料及其制品的质量, 状态下的粘流特性,对保证热塑性塑料及其制品的质量, 对调整生产工艺,都有重要的指导意义。 对调整生产工艺,都有重要的指导意义。 近年来,熔体流动速率从“质量”的概念上, 近年来,熔体流动速率从“质量”的概念上,又引 伸到“体积”的概念上,即增加了熔体体积流动速率。 伸到“体积”的概念上,即增加了熔体体积流动速率。 其定义为:熔体每10min通过标准口模毛细管的体积, 通过标准口模毛细管的体积, 其定义为:熔体每 通过标准口模毛细管的体积 2012-5-21 3 表示, 。 用MVR表示,单位为 3/10min。 表示 单位为cm
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• 4 .负荷 • 根据测试标准, 要求负荷的误差在 % 以 根据测试标准 , 要求负荷的误差在0.5% 内。 • 5 .温度分布 • 特指料筒内口模上端起 特指料筒内口模上端起50mm长度范围内的 长度范围内的 温度梯度, 反映了料筒内温度的均匀性。 温度梯度 , 反映了料筒内温度的均匀性 。 通常要求在温度高端不超过± ℃ 通常要求在温度高端不超过 ±1.5℃ , 低端 不超过± ℃ 不超过±1℃。
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• 设置温度,待稳定; 设置温度,待稳定; • 2. 需要清洁料筒活塞杆,清洁后,将活塞杆插入, 需要清洁料筒活塞杆,清洁后,将活塞杆插入, 还需等待温度稳定; 还需等待温度稳定; • 3. 将活塞杆拔出; 将活塞杆拔出; • 4. 加料,压实(应在1min内完成),重新插入活 加料,压实(应在1min内完成 内完成) 塞杆; 塞杆; • 5.待4~6分钟(有规定的按规定,一般4分钟后, 分钟(有规定的按规定,一般4分钟后, 温度已开始进入稳定状态) 温度已开始进入稳定状态); • 6.加砝码; 加砝码; • 7. 如料太多,或下移至起始刻度线太慢,可用手 如料太多,或下移至起始刻度线太慢, 加压或增加砝码加压, 加压或增加砝码加压,使快速达到活塞杆上的测 试起始刻线; 试起始刻线;