实验二聚合物熔融指数的测定
一、概述
热塑性塑料的流动性测定指的是在拟定温度条件下，被测高聚物在高温加热炉内城完全熔融状态，在拟定砝码负荷下，通过一定直径的小孔进行挤出实验的工艺过程。
流动速率可以用来表征高分子材料在熔融状态的流动性、粘度等重要物理性能。
本实验的目的是：要求学生能够理解熔体流动速率仪基本工作原理；掌握流动速率计算方法；熟悉流动速率仪操作方法、应用范围及注意事项。
二、原料及主要仪器设备
1、原料：LDPE或PS或ABS
2、主要仪器设备
（1）XNR – 400 A熔体流动速率仪1 台
（2）配套工具
1套
（3）天平
1台
（4）真空干燥箱或红外灯干燥箱
1台
三、实验步骤及操作方法
1、实验前务必参考该仪器使用说明。
2、根据待测物料性质拟定测定温度、负荷等参数。
本实验温度、负荷的选择原则是测试温度必须高于所测材料的流动温度，但不能过高，否则易使材料受热分解。
负荷的选择要考虑熔体粘度的大小，粘度大的试样应取较大的荷重；而粘度小的试样随取较小的荷重。
温度及荷重选择可参考表一“各种塑料熔融指数测定的标准条件（ASMD—1238）”。
本实验选择180℃、190℃、200℃，在2160克（21.18N）荷重下测定聚乙烯的熔融指数。
先使温度稳定在180℃，以后再逐步改变温度。
3、确定试样的加入量与切样的时间间隔。
本实验切取样条时间的选择方法是当圆筒内试样达到规定温度时，就可以加上负荷，熔体通过毛细管而流出，用锐利的刀刃在规定时间内切割流出的样条，每个切割段所需时间与熔体流出速度有一定关系，见表二。
用时间来控制取样速度，可使测试数据误差较小，提高精确度。
本实验确定间隔1~2分钟切割—次。
4、粉状、粒状、条状或模压块物料务必事先在红外灯干燥箱或80℃真空干燥数小时。
5、根据熔融指数和毛细管直径大小，确定试样重量，见表三。
6、接通电源，指示灯亮，炉体开始加热。
等到设定温度后应该等
待稳定后可将压料杆置于炉体内预热10分钟。
7、取出压料杆，迅速加入试样，压实，开始计时（数显和秒表均可）。
8、式样预热6~8分钟后，选定负荷砝码压在压料杆顶部，开始挤出物料。
切去料头约15厘米，间隔连续切取至少五个切割段，务必舍弃含有气泡段，取五个无气泡的切割段分别称量。
9、取样完毕，趁热将余料全部挤出，开始仔细清洗赘物，可用少许乙醇擦洗，直至料筒、压料杆和毛细管清亮为止。
10、实验完毕，停止加热，关闭电源，各种物件放回原处。
图2-1 XNR – 400A 熔体流动速率仪构造图
四、实验结果处理
1、数据列表 将有关实验数据填入下表
试样名称 聚丙烯 测试条件 190℃ 负荷重量 2.160 g 切割段所需时间 60 S
熔融指数实验数据纪录
切割段重量（g ）温
度
（
℃）
切割
段所需时
间（S ）
12345平均重量（g ）MI
（g/10min ）19
60
.10310.11080.12030.11810.11870.1142 1.1422、公式计算 可由下式计算熔融指数
min)10/(600g t
W MI ⋅=五、注意事项
1、装料、压料要迅速，否则物料全熔后难以排除气泡。
2、整个取样及切割过程要住压料杆刻线以下进行，要求在试样加入料筒后20分钟内切割完。
3、整个体系温度要求均匀。
在试样切取过程中，要尽量避免炉温
波动。
六、思考题
1、改变温度、剪切应力对不同聚合物熔体的粘度有何影响？
2、聚合物的熔融指数与其分子量有什么关系？为什么熔融指数值不能在结构不同的聚合物之间进行比较？
3、为什么要切取五个切割段?是否可以直接切取10分钟流出的重量为熔融指数？
表一各种热塑性塑料熔融指数测定的标准条件（ASMD – 1238）
条件
温
度（℃）
荷
重（g）
压
力（atm）
适用塑料
1 2 3 4 5125
125
180
190
190
325
2160
325
2160
2160
0.46
3.04
0.46
3.04
30.40
聚乙烯
纤维
素酯
6 7190
150
1060
2160
14.06
3.04
聚醋酸
乙烯酯
8
9 1 0 1 1200
230
230
190
5000
1200
3800
5000
7.03
1.69
6.34
7.03
聚苯乙
烯
ABS
树脂
丙烯
酸树脂
1
2265
1250
17.58
聚三氟
乙烯
1
3
2302160 3.04聚丙烯1
4 1 5190
190
2160
1050
3.04
1.48
聚甲醛
1
6
3001200 1.69
聚碳酸
酯
1
7
1 8 1 9
2 0275
235
235
235
326
1000
2160
5000
0.46
1.41
3.04
7.03
尼龙
表二流出速度、加入量和切样时间间隔关系（本实验毛细管内径2.095毫米）
流动速率（g/10min）试样料重
（g）
切样时间
间隔（s）
0.1 – 0.5＞0.5 – 1.0＞1.0 – 3.5＞3.5 – 10＞10 – 353 – 4
3 – 4
4 – 5
6 – 8
6 – 8
120 – 240
60 – 120
30 – 60
10 – 30
5 – 10
表三熔融指数、料量和毛细管内径关系（本实验毛细管内径2.095毫米）
MI（g/10min）
试样料重
（g）
毛细管内径毫米
0.1– 1.0
1.0 – 3.5 3.5 – 25 > 253 – 4
4 – 5
6 – 8
6 – 8
2.095
2.095
2.095
1.180。