塑料熔体流动速率及熔体密度.pdf

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1、塑料熔体(质量、体积)流动速率及熔体密度的测定摘要介绍塑料熔体（质量、体积）流动速率、熔体密度的测定方法及熔体流动速率比、表观粘度的计算。关键词熔体流动速率熔体密度熔体流动速率比表观粘度熔体流动速率，原称熔融指数，其定义为：在规定条件下，一定时间内挤出的热塑性物料的量，也即熔体每10min通过标准口模毛细管的质量，用MFR表示，单位为g/10min。熔体流动速率可表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对保证热塑性塑料及其制品的质量，对调整生产工艺，都有重要的指导意义。近年来，熔体流动速率从“质量”的概念上，又引伸到“体积”的概念上，即增加了熔体体积流动速率。其定义为：熔体每10min通过

2、标准口模毛细管的体积，用MVR表示，单位为cm3/10min[1]。从体积的角度出发，对表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对调整生产工艺，又提供了一个科学的指导参数。对于原先的熔体流动速率，则明确地称其为熔体质量流动速率，仍记为MFR。熔体质量流动速率与熔体体积流动速率已在最近的ISO标准中明确提出，我国的标准也将作相应修订，而在进出口业务中，熔体体积流动速率的测定也将很快得到应用。1熔体质量流动速率（MFR）的测定方法熔体质量流动速率的测定，按方法分为切割（手工或自动定时）测定与自动（半自动）测定。1.1切割测定根据定义，当熔体在负荷的作用下通过口模毛细管挤出，由操作人员使用切割刀

3、具将流经口模出口的一段熔料割取，并记录该段熔料自口模流出的时间，经称重并换算至流出时间为10min时的质量，即为熔体质量流动速率值MFR。配置有自动定时切割装置的设备，可根据需要设置切割间隔时间。任何型号的熔体流动速率测定仪都可进行手工切割测定。1.2自动（半自动）测定自动（半自动）测定不需对流出熔料进行切割。它的原理是：在测定仪上预先设定熔料的流出体积，再由测定仪上的计时器自动记录流出该体积的熔料所需的时间。这样，只要知道熔料的密度（注意：是该材料在特定试验温度下的熔体密度），即可按（1）式计算出熔体质量流动速率：式中：L───测定仪预先设定的活塞移动有效距离，cm；ρ──熔体密度，

4、g/cm3；t───活塞移动有效距离所需的时间，s。聚乙烯、聚丙烯的熔体参数[2]如表1所示。表1聚乙烯、聚丙烯的熔体参数活塞移动有效距离-3材料试验温度℃熔体密度g°cm系数F/mm聚乙烯19025.46.353.1750.7636826207103.5聚丙烯23025.46.353.1750.7386799200100对于自动测定仪而言，经电脑计算后可直接通过打印机将最终结果（MFR、MVR）及日期、批号、测试条件（温度、负荷等）一并打印出来。1.3切割测定与自动（半自动）测定的比较切割测定，特别是人工切割，有时间误差，有刀具表面的粘连带来的质量误差，而自动（半自动）测定则基本不存在

5、此类误差，其重复性好是显而易见的，两种测试方法的最终结果应一致，但有时这两种方法的结果还会有较大的差异，这时应考虑到以下影响：（1）气泡的影响当被测熔料有效段中有气泡时，使用手工测定，结果将偏小，使用自动测定，结果将偏大，这是因为手工测定是将有效段称重，存在气泡时，质量减小，而使用自动（半自动）测定时，以固定体积的流出来计时，体积中含有气泡时，流出时间缩短。两者比较，测定的差异将会明显。若想减少气泡的影响，则应在加料时一次完成，必要时，还需对被测料进行真空干燥处理。如果有的料内有明显的气泡，就无法正确测量了。（2）添加剂的影响使用自动（半自动）测定，特别在测定聚乙烯或聚丙烯材料时，往往会

6、疏忽由于加入添加剂而改变了它的熔体密度。这时，如直接用F计算，或直接用原熔体密度数代入计算都会出错，即使只加入着色剂可能也会有影响。此时，如一定要进行自动（半自动）操作，必须重新求得它的熔体密度。当用这两种方法测定结果差异较大时，应考虑到材料中含有添加剂的可能性。2熔体体积流动速率（MVR）的测定要进行熔体体积流动速率的测定，测定仪除具备常规测定机构（控温、负荷、活塞杆、料筒、口模等）外，还需具备料筒内特定容积的设置及容积熔料流出时间的自动计时装置。综上所述，凡具备自动（半自动）操作的熔体质量流动速率测定仪均可进行熔体体积流动速率的测定，如早期的RZ－12A、RL－11A，以及RL－11

7、B、RL－Z1、RL－Z1B等型号的测定仪。2.1半自动型测试方法测试方法：按熔体质量流动速率的测定方法作好加料等准备工作，选择自动操作行程，待预热时间达到，温度回复后，加负荷，随活塞杆下移，计时器开始自动计时。当计时器停止计时时，读出计时值，按（2）式计算：式中，L与t的含义与（1）式相同。2.2自动型测试方法测试方法：如系近期生产的RL－Z1B等测定仪，已在软件中增加了体积流动速率的计算程序，因此，按常规操作后，仪器会自动打印出