实验1熔体流动速率

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1、实验一聚合物熔体流动速率的测定在塑料加工中，熔体流动速率是用来衡量塑料熔体流动性的一个重要指标。通过测定塑料的流动速率，可以研究聚合物的结构因素。此法简单易行，对材料的选择和成型工艺条件的确定有其重要的实用价值，工业生产中采用十分广泛。但该方法也有局限性，不同品种的高聚物之间不能用其熔融指数值比较其测定结果，不能直接用于实际加工过程中的高切变速率下的计算，只能作为参考数据。此种仪器测得的流动性能指标，是在低剪切速率下测得的，不存在广泛的应力应变速率关系，因而不能用来研究塑料熔体粘度和温度，粘度与剪切速率

2、的依赖关系，仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数值。一、实验目的：1．了解热塑性塑料在粘流态时粘性流动的规律。2．熔体速率仪的使用方法。二、实验原理：所谓熔体流动速率（MFR）是指热塑性塑料熔体在一定的温度、压力下，在10分钟内通过标准毛细管的质量，单位：g/10min。对于同种高聚物，可用熔体流动速率来比较其分子量的大小，并可作为生产指标。一般来讲，同一类的高聚物（化学结构相同）若熔体流动速率变小，则其分子量增大，机械强度较高；但其流动性变差，加工性能低；熔体流动速率变大，则分子量减小，强度

3、有所下降，但流动性变好。研究流动曲线的特性表明，在很低的剪切速率下，聚合物熔体的流动行为是服从牛顿定律的，其粘度不依赖于剪切速率，通常把这种粘度称为最大牛顿粘度或0剪切粘度η0，它是利用η＝f（S）关系，从很小的剪切应力（S）外推到零求得的。根据布契理论，线形聚合物的零剪切粘度与大于临界分子量的重均分子量()的关系式为，式中K是依赖于聚合物类型及测定温度的常数。许多研究表明，对于分子量分布较窄或分级的高密度聚乙烯，是遵守3.4次方规则的。但在分子量分布宽时，M的指数有所增大。如果使指数保持为3.4，则需

4、用某种平均分子量（）代替重均分子量，其关系式为：----------------------------------------（l）7式中，。当分子量分布窄时，接近；当分子量分布宽时，接近Z均分子量。在实际应用中，不是用零剪切粘度评定分子量，而是用低剪切速率的熔体流动速度（习惯上叫熔融指数）评定的。经研究，熔融指数与重均分子量的关系如下：--------------------------（2）但由于熔融指数不只是分子量的函数，也受分子量分布及支链的影响，所以在使用这一公式时应予注意。按照ASTM规定

5、，聚乙烯的熔融指数是在190℃，负载2.16公斤下，熔体在10分钟内通过标准口型（φ2.095×8mm）的重量，单位为g/10min。三、仪器与试剂：ZRZ-400型熔体流动速率实验机，该仪器由料筒、活塞杆、口模、控温系统、负荷、自动测试机构及自动切割等部分组成，其炉筒示意图及控制面板分别如图1和图2所示。样品:聚乙烯粒料。图1熔体流动速率实验机炉筒示意图7图2ZRZ400控制面板四、实验条件：测定不同结构的塑料的熔体流动速率，所选择的温度、负荷、试料用量、切割时间等各不相同，其规定标准见表1和表2。表

6、1有关塑料试验条件按表1序号选用。PE1，2，3，4，6POM3PS5，7，11，137ABS7，9PP12，14PC16PA150，1丙烯酸酯8，11，13纤维素酯2，3共聚、共混和改性等类型的塑料可参照上述分类试验条件选用。表2试样加入时用活塞压紧，并在1min内加完，根据选用的试验条件加负荷。注：如果MFR＞10时，这种情况下预热期间可不加负荷或加较小负荷。实验条件中的负荷是砝码与料杆组件的质量之和。砝码的质量和试验负荷的配用如表3所示：表3试验负荷配用表砝码组合（g）325T型砝码+料杆组件12

7、00325+8752160325+875+9603800325+875+960+16405000325+875+960+1640+120010000**325+875+960+1640+1200+2500+250012500**325+875+960+1640+1200+2500+2500+250021600**325+875+960+1640+1200+2500+2500+2500+2500+2500+2500+1600*料杆组件的质量中，不包括定位套的质量。**该负荷需另加配砝码。五、实验步骤（一）

8、熔体流动速率的测定：本台仪器上既可测试通过标准口模毛细管的熔体质量（质量法），也可测试通过标准口模毛细管的熔融体积（体积法），7我们主要学习质量法测定熔体流动速率（MFR）。1．将仪器调至水平。2．开机(按下左侧电源开关)。3．选择实验条件：实验用样品是聚乙烯粒料，根据表1和表2可选用序号为3的标准实验条件，即实验温度设为190℃，负荷为2160g。由试样的预计熔体流动速率，确定试样加入量约为5g，切割时间设为60s。4．实验参数设置：在控