熔体流动速率方法介绍

2015-06-04  

背景：
熔体流动速率（也称熔融指数）是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。它是美国量测标准协会(ASTM)根据美国杜邦公司惯用的鉴定塑料特性的方法制定而成，其测试方法是先让塑料粒在一定时间（10分钟）内、一定温度及压力（各种材料标准不同）下，融化成塑料流体，然后通过一直径为2.095mm圆管所流出的克（g）数。其值越大，表示该塑胶材料的加工流动性越佳，反之则越差。
工业上常用熔融指数以区不分不同牌号的聚乙烯树脂、聚丙烯树脂。一般来说看,分子结构接近的前提下，熔融指数值越低，树脂的分子量越高。数均分子量相同时，星形高分子树脂、树枝型高分子树脂、分子量分布较宽的树脂的MI较高，线性高分子树脂、分子量分布较窄的树脂的MI较低。熔融指数越大，聚合物熔体的流动性越好，但平均分子量越低。熔融指数与加工条件，产品性能及经验联系起来，具有较高的实际意义。

1. 案例背景
接收到客户HDPE塑料测试样品，要求根据GB/T 3682-2000测试标准完成试验并给出测试结果。

2. 测试方法简述
样品：
1.只要能装入料筒内膛，试样可以任何形状。
2.试验前应按试样规格标准，对材料进行状态调节，必要时，还应进行稳定化处理。
仪器的温度校准、清洗和维护：
1.控温系统的校正。温度控制系统的准确性应定期校正，校正时选用的材料必须能够充分流动。
2.仪器清洗。测试之后 都要把仪器彻底清洗，料筒可用布片擦净，活塞应趁热用步擦净，口模可以用紧配合的黄铜绞刀或木钉清理。每次试验完毕，再加上砝码加压，使快速挤出余料后，抽出料杆，用清洁纱布趁热擦洗干净，然后用口模顶杆将口模自下而上顶出料筒，用口模清洗杆及纱布清洗口模内外，再在料筒上部加料口铺上干净纱布（50×50mm左右，二层），将清洗杆压住纱布插入料筒抽拉旋转清洗料筒内壁，反复多次。对于不易清洗干净的物料可趁热在需要清洗的地方（内壁、口模内外、料杆）涂一些润滑物，如硅油、十氢萘、石蜡等。

实验条件   

         
表1.标准试验条件

试验步骤：
1.清洗仪器。在做一组试验之前，要保证料筒在选定温度恒温不少于15min。
2 根据预先估计的流动速率（见下表2），将（3～8）g样品装入料筒。根据材料的流动速率，将加负荷或未加负荷的活塞放入料筒。
3  在装料完成后4min，温度应恢复到所选定的温度，此时应把选定的负荷加到活塞上。让活塞在重力的作用下降，直到挤出没有气泡的细条。这个操作时间不应超过1min。用切断工具切断挤出物，并丢弃。然后让加负荷的活塞在重力作用下继续下降。当环形标线到达料筒顶面时，开始用秒表计时，同时用切断工具切断挤出物并丢弃之。
4 逐一收集按一定时间间隔 的挤出物切段，切段时间间隔取决于熔体流动速率，每条切段的长度应不短于10mm，最好为（10～20）mm。
5 当活塞杆的上标线达到料筒顶面时停止切割。丢弃有肉眼可见气泡的切段。冷却后将保留下的切段（至少3个）逐一称量，准确到1mg，计算它们的平均质量。如果单个称量值中的最大值和最小值之差超过平均值的15%，则舍弃该组数据，并用新样品重做试验。

表2.试样质量选择对应表

注：当材料的密度大于1.0g/cm3时，可能需要增加样品的用量。

熔体流动速率测试仪装置示意图

主要结构
炉体：有控温装置，波动在±0.5℃，温度监测装置，精度±0.1℃
活塞：长度大于料筒，放入料筒后，下标环形记号与料筒口平齐，活塞底面与标准口模的上端相距约50mm
标准口模：碳化钨制成，外径与料筒内径成间隙配合
负荷：活塞杆与砝码的质量之和

结果计算
丢弃含有气泡的切段。冷却后，将保留的切段（至少3段）注意称量，计算他们的平均质量。用以下公
式计算溶体质量流动速率值，单位g/10min。

测试结果记录

3. 结论
由以上测试分析结果可知，该HDPE的MI为3.78g/10min。客户在加工注塑成型过程中可以参照此值
工艺调整。

4. 参考标准
GB/T 3682-2000 热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定