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熱塑性塑料熔融指數(shù)的測定
閱讀：2418發(fā)布時間：2022-10-25
熱塑性塑料熔融指數(shù)的測定
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
1,、測定聚乙烯,、聚丙烯、聚苯乙烯等熱塑性聚合物的熔融指數(shù),。
2,、了解熱塑性塑料熔體流動速率與加工性能之間的關(guān)系。
3,、掌握熱塑性塑料熔體流動速率的測定方法,，學(xué)習(xí)使用中航時代XNR-400H熔體流動速率儀。
4,、掌握熔體質(zhì)量流動速率計(jì)算方法,。
二、實(shí)驗(yàn)原理
大多數(shù)熱塑性塑料都可以用它的熔體流動速率來表示它的流動性,。熔體流動速率（MFR）是指熱塑性高聚物在規(guī)定的溫度,、壓力條件下，熔體在10min內(nèi)通過標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的質(zhì)量值,，其單位是g/10min,，習(xí)慣用熔融指數(shù)（MI）表示，又稱為熔融流動指數(shù)（MFI）,。
對于同一種聚合物,，在相同的條件下，流出的量越大,，MI越大,，說明其流動性越好。對于不同的聚合物來說,，由于測試時所規(guī)定的條件不同,，因此,，不能用熔融指數(shù)的大小來比較它們的流動性。同時,，對于同一種高聚物來說還可用MI來比較其相對分子質(zhì)量的大小,。MI越小，其相對分子質(zhì)量越高,；反之MI越大,，其相對分子質(zhì)量越小，說明它的流動性越好,。因此,，一般來說，分子量越大,，分子鏈越長,，支鏈越多，熔融指數(shù)越小,，加工性越差,，但生產(chǎn)出來的聚合物產(chǎn)品應(yīng)用性能如斷裂強(qiáng)度、硬度,、韌性、缺口沖擊,、耐老化穩(wěn)定性等就越好,。反之，分子量小,、分子鏈越短,，支鏈越小，熔融指數(shù)越大,，加工性越好,，但是生產(chǎn)出來的產(chǎn)品應(yīng)用性能就相應(yīng)較差。在塑料加工成型中,，對塑料的流動性常有一定的要求,。如壓制大型或形狀復(fù)雜的制品時，需要塑料有較大的流動性,。如果塑料的流動性太小,，常會使塑料在模腔內(nèi)填塞不緊，從而使制品質(zhì)量下降,，甚至成為廢品,。而流動性太大時，會使塑料溢出模外,，造成上下模面發(fā)生不必要的黏合或使導(dǎo)合部件發(fā)生阻塞,，給脫模和整理工作造成困難,，同時還會影響制品尺寸的精度。所以聚合物生產(chǎn)要在加工性能和應(yīng)用性能間找到平衡,，根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn),，發(fā)現(xiàn)*佳參數(shù)。用MI表征高聚物熔體的黏度,，作為流動物性指標(biāo)已在國內(nèi)外廣泛采用,。由此可見，高聚物流動性的好壞,，與加工性能關(guān)系非常密切,，是成型加工時必須考慮的一個很重要的因素，不同用途,、不同加工方法對高聚物MI值有不同的要求,，對選擇加工工藝參數(shù)如加工溫度、螺桿轉(zhuǎn)速,、加工時間等都有實(shí)際的指導(dǎo)意義,。
三、主要儀器設(shè)備及原料
1,、主要儀器：熔體流動速率儀（MFI-1221）
1）主機(jī)一臺（含料筒1個）
2）附件箱一
①基礎(chǔ)砝碼325g 1套,；②加料頂桿 1個；③料筒清洗桿 1個,；④口模A 1個,；⑤口模清洗棒A 1個；⑥刮刀 1個,；⑦水平儀 1個,；⑧導(dǎo)向套 1個；⑨扳手 一個,；⑩裝料漏斗1個,；?小鏡子一個；?配重砝碼,；?3A保險(xiǎn)管2個,；? 觸摸筆 1個
3）附件箱二
①600g砝碼1個；②875g砝碼1個,；③960g砝碼1個 ,；④1000g砝碼1個；⑤1200g砝碼1個,；⑥1640g砝碼1個：⑦2500g砝碼2個,；⑧5000g砝碼2個；⑵電源線 1 根
2,、主要原料：所用聚合物為聚乙烯2480
四,、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟
1,、熟悉儀器，并檢查儀器是否水平,，料筒,、壓料桿、口模是否清潔,。
2,、備好樣品
試樣的形狀可以是粒狀、片狀,、薄膜,、碎片等，也可以是粉狀,。當(dāng)測試數(shù)據(jù)出現(xiàn)嚴(yán)重的無規(guī)則的離散現(xiàn)象時,，應(yīng)考慮式樣性質(zhì)的不穩(wěn)定因素而需摻入穩(wěn)定劑（特別是粉料）。
（1）稱料 根據(jù)試樣,，預(yù)計(jì)熔體流動速率,，按表稱取試樣。稱取聚乙烯3-4g,。
（2）試樣條件的選擇 查表選擇好試驗(yàn)條件,。
3、開始試驗(yàn)
（1）打開電源,，設(shè)置溫度190 ℃ ,、切樣時間間隔60s、切割次數(shù)4次,、試驗(yàn)負(fù)荷5 kg，點(diǎn)擊“控溫”按鈕,，系統(tǒng)開始升溫,，進(jìn)入到控溫界面，同時屏幕左下角計(jì)時部分將顯示控溫時間,。在采樣溫度到達(dá)恒溫溫度±0.02 ℃之間4min后,，屏幕左下角出現(xiàn)“恒溫時間”的字樣并顯示恒溫計(jì)時，此時嗡鳴器發(fā)出提示信號,，恒溫15min后可加料實(shí)驗(yàn),。
（2）將準(zhǔn)備好的樣品用漏斗裝入料筒，并手持活塞壓實(shí)樣料,，此過程在1min內(nèi)完成,，保證熔體中沒有氣泡。
（3）等待四分鐘后,，溫度應(yīng)恢復(fù)到選定的溫度,，把選定的負(fù)荷加到活塞上,。
5kg砝碼組合：
1. 活塞+砝碼托盤+砝碼蓋 0.325Kg
2. 0.875kg
3. 0.960kg
4. 1.200kg
5. 1.640kg
（4）預(yù)切，當(dāng)活塞桿的下刻線與導(dǎo)向套齊平時,，點(diǎn)擊“測量”按鈕,，系統(tǒng)開始測量，在測量過程中界面上將顯示計(jì)時,、當(dāng)前切料次數(shù),。
（5）測試結(jié)束后迅速把余料和口模壓出，取下砝碼,，趁熱迅速清潔口模,，并用紗布清潔料筒內(nèi)膛。
（6）切段冷卻后,，稱量質(zhì)量,，計(jì)算每段平均質(zhì)量m。
（7）點(diǎn)擊查看,，輸入每段平均質(zhì)量m,，得MFR
五、數(shù)據(jù)的處理
用公式（1）計(jì)算熔體質(zhì)量流動速率（MFR）值,，單位為g/10min：
MFR（θ, mnom）= tref m/t (1)
式中：θ—試驗(yàn)溫度,，℃； mnom —標(biāo)稱負(fù)荷,，kg,；
m—切段的平均質(zhì)量，g,； t—切樣時間間隔,，s；
tref—參比時間（10min）,，s(600s),。
| 試樣 | 聚乙烯2480 | |||
| 次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 質(zhì)量 | ||||
| 質(zhì)量平均值 | ||||
| 誤差 | ||||
| MFR | ||||
六、注意事項(xiàng)
1,、用加料漏斗進(jìn)行加料,，盡量不與料筒相碰，以免發(fā)燙,，邊加料邊振動漏斗使料快速漏下,。
2、裝料,、安裝活塞,、壓料要快速進(jìn)行，否則，試料全熔化后難以排出氣泡,。
3,、更換或加載砝碼時必須帶上手套。
4,、確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果后,，儀器依然恒溫，試驗(yàn)員可連續(xù)試驗(yàn),。
5,、測定完畢．應(yīng)將料簡、口模,、活塞趁熱清理干凈,，但此時一定要注意不要燙傷。
七,、思考題
1,、聚合物的熔體流動速率與分子量有什么關(guān)系？熔體流動速率值在結(jié)構(gòu)不同的聚合物之間能否進(jìn)行比較,？
2,、即使測試條件相同，對不同的高聚物其MFR的大小也不能預(yù)測實(shí)際加工過程中的流動性,，為什么,？假設(shè)PE和PS在相同的測試條件下測得相同的MFR值，如在與測試時相同的溫度下進(jìn)行較高速率的注射加工,，則其表觀粘度哪個更高,，為什么？
附：
1,、試樣（粒狀,、條狀、片狀,、模壓料塊等）在測試前根據(jù)塑料種類要求去濕烘干處理,。根據(jù)試樣的預(yù)計(jì)熔體速率按表（a）稱取試樣。
2,、試驗(yàn)條件
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