熔體流動速率方法介紹

熔體流動速率（也稱熔融指數(shù)）是一種表示塑膠材料加工時的流動性的數(shù)值。它是美國量測標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ASTM)根據(jù)美國杜邦公司慣用的鑒定塑料特性的方法制定而成，其測試方法是先讓塑料粒在一定時間（10分鐘）內(nèi)、一定溫度及壓力（各種材料標(biāo)準(zhǔn)不同）下，融化成塑料流體，然后通過一直徑為2.095mm圓管所流出的克（g）數(shù)。其值越大，表示該塑膠材料的加工流動性越佳，反之則越差。
工業(yè)上常用熔融指數(shù)以區(qū)不分不同牌號的聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂。一般來說看,分子結(jié)構(gòu)接近的前提下，熔融指數(shù)值越低，樹脂的分子量越高。數(shù)均分子量相同時，星形高分子樹脂、樹枝型高分子樹脂、分子量分布較寬的樹脂的MI較高，線性高分子樹脂、分子量分布較窄的樹脂的MI較低。熔融指數(shù)越大，聚合物熔體的流動性越好，但平均分子量越低。熔融指數(shù)與加工條件，產(chǎn)品性能及經(jīng)驗聯(lián)系起來，具有較高的實際意義。

1. 案例背景
接收到客戶HDPE塑料測試樣品，要求根據(jù)GB/T 3682-2000測試標(biāo)準(zhǔn)完成試驗并給出測試結(jié)果。

2. 測試方法簡述
樣品：
1.只要能裝入料筒內(nèi)膛，試樣可以任何形狀。
2.試驗前應(yīng)按試樣規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，對材料進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，必要時，還應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定化處理。
儀器的溫度校準(zhǔn)、清洗和維護(hù)：
1.控溫系統(tǒng)的校正。溫度控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性應(yīng)定期校正，校正時選用的材料必須能夠充分流動。
2.儀器清洗。測試之后 都要把儀器徹底清洗，料筒可用布片擦凈，活塞應(yīng)趁熱用步擦凈，口模可以用緊配合的黃銅絞刀或木釘清理。每次試驗完畢，再加上砝碼加壓，使快速擠出余料后，抽出料桿，用清潔紗布趁熱擦洗干凈，然后用口模頂桿將口模自下而上頂出料筒，用口模清洗桿及紗布清洗口模內(nèi)外，再在料筒上部加料口鋪上干凈紗布（50×50mm左右，二層），將清洗桿壓住紗布插入料筒抽拉旋轉(zhuǎn)清洗料筒內(nèi)壁，反復(fù)多次。對于不易清洗干凈的物料可趁熱在需要清洗的地方（內(nèi)壁、口模內(nèi)外、料桿）涂一些潤滑物，如硅油、十氫萘、石蠟等。

實驗條件   

         
表1.標(biāo)準(zhǔn)試驗條件

試驗步驟：
1.清洗儀器。在做一組試驗之前，要保證料筒在選定溫度恒溫不少于15min。
2 根據(jù)預(yù)先估計的流動速率（見下表2），將（3～8）g樣品裝入料筒。根據(jù)材料的流動速率，將加負(fù)荷或未加負(fù)荷的活塞放入料筒。
3  在裝料完成后4min，溫度應(yīng)恢復(fù)到所選定的溫度，此時應(yīng)把選定的負(fù)荷加到活塞上。讓活塞在重力的作用下降，直到擠出沒有氣泡的細(xì)條。這個操作時間不應(yīng)超過1min。用切斷工具切斷擠出物，并丟棄。然后讓加負(fù)荷的活塞在重力作用下繼續(xù)下降。當(dāng)環(huán)形標(biāo)線到達(dá)料筒頂面時，開始用秒表計時，同時用切斷工具切斷擠出物并丟棄之。
4 逐一收集按一定時間間隔 的擠出物切段，切段時間間隔取決于熔體流動速率，每條切段的長度應(yīng)不短于10mm，*好為（10～20）mm。
5 當(dāng)活塞桿的上標(biāo)線達(dá)到料筒頂面時停止切割。丟棄有肉眼可見氣泡的切段。冷卻后將保留下的切段（至少3個）逐一稱量，準(zhǔn)確到1mg，計算它們的平均質(zhì)量。如果單個稱量值中的*大值和*小值之差超過平均值的15%，則舍棄該組數(shù)據(jù)，并用新樣品重做試驗。

表2.試樣質(zhì)量選擇對應(yīng)表

注：當(dāng)材料的密度大于1.0g/cm3時，可能需要增加樣品的用量。

熔體流動速率測試儀裝置示意圖

主要結(jié)構(gòu)
爐體：有控溫裝置，波動在±0.5℃，溫度監(jiān)測裝置，精度±0.1℃
活塞：長度大于料筒，放入料筒后，下標(biāo)環(huán)形記號與料筒口平齊，活塞底面與標(biāo)準(zhǔn)口模的上端相距約50mm
標(biāo)準(zhǔn)口模：碳化鎢制成，外徑與料筒內(nèi)徑成間隙配合
負(fù)荷：活塞桿與砝碼的質(zhì)量之和

結(jié)果計算
丟棄含有氣泡的切段。冷卻后，將保留的切段（至少3段）注意稱量，計算他們的平均質(zhì)量。用以下公式計算溶體質(zhì)量流動速率值，單位g/10min。
 

測試結(jié)果記錄

3. 結(jié)論
由以上測試分析結(jié)果可知，該HDPE的MI為3.78g/10min。客戶在加工注塑成型過程中可以參照此值工藝調(diào)整。

4. 參考標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 3682-2000 熱塑性塑料熔體質(zhì)量流動速率和熔體體積流動速率的測定