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实验38 塑料熔体流动速率的测定一、实验目的1. 了解热塑性塑料熔体流动速率与加工性能之间的关系。
2. 学习掌握SRZ-400C型熔体流动速率测定仪的结构和工作原理。
3. 掌握熔体流动速率的测定方法。
二、实验原理熔体流动速率（MFR）的定义是热塑性树脂试样在一定温度、恒定压力下，熔体在10min内流经标准毛细管的质量，单位是g/10min，通常用MFR来表示。
熔体流动速率也称为熔融指数（MI）。
在相同条件下（同一种聚合物，同温、同负荷），溶体流动速率越大，流动性越好；相反，溶体流动速率越小，则流动性越小，流动性差。
衡量高聚物流动性能的指标主要有熔体流动速率、表观粘度、可塑度、门尼粘度等。
大多数热塑性树脂都可用它的熔体流动速率来表示其黏流态时的流动性能。
不同途径和不同加工方法对高聚物的熔体流动速率有不同的要求。
一般情况下注射成型的聚合物熔体流动速率较高，但是通常测定MI的不能说明注射或挤出成型时聚合物的实际流动性，因为在荷重2160g的条件下，熔体剪切速度约为10-2~10-1s-1，属于低剪切速度下的流动，远比注射或挤出成型加工中通常的加剪切速率（102~104s-1）范围低。
由于熔体流动速率测定仪具有结构简单、方法简便的优点。
用MI能方便的表示聚合物流动性高低。
所以对成型加工中材料的选择和适用性有参考的实用价值。
ASTMD12138规定了常用高聚物的测试方法，测试条件包括：温度范围为120~300℃，负荷范围0.325~21.6kg（相应压力范围为0.046~3.04MPa）。
在这样的测试范围内，MFR值在0.15~25之间的测量是可信的。
熔体流动速率MFR的计算公式为：MFR=600W/t （38-1）式中MFR——熔体流动速率，g/10min；W——样条段质量（算术平均值），g；t——切割样条段所需时间，s。
测定不同结构的树脂熔体流动速率，所选择的测试温度、负荷压力、试样用量及实验时取样的时间等都有所不同。
熔体流动速率和熔融指数
随着塑料行业的快速发展，熔体流动速率和熔融指数已经成为了
塑料品质的重要指标，这两个特性的值能够直接反映出塑料的流动性、加工性、机械性能等。
熔体流动速率，简称为MFR，是指在一定温度（通常为190℃）下，每10分钟从特定孔径的筒杯底部挤出的熔体重量，单位为克/10分钟。
MFR越大，代表着塑料的流动性能越好，而MFR较小则表示流动性能较差。
一般而言，需要高流动性能的材料使用MFR较大的塑料。
相比之下，熔融指数（MFI）是指同样温度下，从筒杯底部挤出的
熔体重量，单位为克/小时。
和MFR相比，MFI可更精确地刻画输送过
程中熔融状况，是能够反映浆料稠度的参数之一。
MFI较大的塑料有着较好的流动性和成型性，MFI较小的材料则更加适合于加工成厚壁体或大型构件。
需要指出的是，MFR和MFI的值随着温度变化而变化，因此在进行塑料选型和设计时，需要在特定温度下对其进行测量，以便能够更加
准确地选择和评估塑料材料的性能。
总之，认识熔体流动速率和熔融指数的概念和使用方法，对于塑
料行业的从业人员和广大用户，具有重要的指导意义。
通过充分利用
这些参数，我们可以更加精准地选择、应用合适的塑料原料，为不同
领域的工程项目带来更高的材料效率和经济性。
熔体流动速率的测试方法一．基本概念1．什么是熔体流动速率？图1是熔体流动速率试验的结构示意图。
料筒外面包裹的是加热器，在料筒的底部有一只口模，口模中心是熔体挤压流出的毛细管。
料筒内插入一支活塞杆，在杆的顶部压着砝码。
试验时，先将料筒加热，达到预期的试验温度后，将活塞杆拔出，在料筒中心孔中灌入试样（塑料粒子或粉末），用工具压实后，再将活塞杆放入，待试样熔融，在活塞杆顶部压上砝码，熔融的试样料通过口模毛细管被挤出。
塑料熔体流动速率（MFR），以前又称为熔体流动指数（MFI）和熔融指数（MI）。
图11．1定义熔体流动速率是指热塑性材料在一定的温度和压力下，熔体每10min通过标准口模的质量，单位为g/10min.1．2 影响试验结果的因素a．负荷：加大负荷将使流动速率增加；b．温度：在试样允许的前提下，升高温度将使流动速率增加，如果料筒内的温度分布不均匀，将给流动速率的测试带来很明显的不确定因素；c．关键零件（口模内孔、料筒、活塞杆）的机械制造尺寸精度误差使测试数据大大偏离。
粗糙度达不到要求，也将使测试数据偏小。
2．意义熔体流动速率表征了热塑性聚合物的熔体的流动性能，通过对它的测量可以了解聚合物的分子量及其分布、交联程度，以及加工性能等等。
二．熔体流动速率试验的技术要求由于温度、负荷、机械零件的任何一项偏差，都会导致试验结果的不正确，因此，为了保证试验结果的正确性，必须对这些参数很具体地确定下来。
1．温度由于在本试验中，唯有温度是动态参数，对试验的结果影响也很大，因此对温度的技术参数规定得很细致。
有的厂家生产的各种仪器（还有如恒温槽，维卡软化点，等等）凡有温度指标的，均标上“温控精度”这一项，其实是对用户提供了一个貌似高精度而实则是没有实际意义的指标。
1．1 温度数显准确度。
准确度，这里指数显值与标准温度计之间的差值。
一般来说，只要温控系统具有长期的稳定性和微小的波动，准确度都是可以通过校正来消除误差的。
熔体流速：看不见却测得准的秘密熔体流动速率测量原理，是在塑料、橡胶等生产企业中广泛应用
的技术。
那么熔体流动速率的测量原理究竟是什么呢？首先，我们需
要了解什么是熔体流动速率。
熔体流动速率指的是单位时间内通过标
准孔径和标准压力的熔体质量。
而这个标准孔径就是呈10：1长径比
的圆柱形孔，通常称作“毛细管”，而标准压力就是1000牛/平方米。
熔体流速的测量原理是测量熔体在一定温度下通过毛细管的重量，再根据标准公式推算出熔体流速。
具体操作上，需要用一台名为“熔
体指数计”的仪器。
首先将塑料或橡胶放入仪器中加热熔化，调整温度、压力和压力释放时间等参数，让熔体不断从毛细管中流出。
然后
通过称重、计时等操作得出熔体流速。
为什么需要测量熔体流速？其实熔体流速是对塑料、橡胶等材料
流动性能的一项重要参数，直接关系到制品的质量、效益、外观等众
多方面。
在生产储存、加工等过程中，根据熔体流速测量结果调节生
产参数、掌握制品性能、减少缺陷等方面有着举足轻重的作用。
因此，熔体流速的测量对于生产企业来说至关重要。
总体来说，熔体流速的测量原理并不算太难，但需要注意的是在
测量过程中要尽量保证仪器的参数稳定，避免误差产生。
只要严格按
照测量要求进行操作，就能轻松测得准确的熔体流速，为生产流程提
供更大的支持和保障。
常用塑料熔体流动速率塑料的熔体流动速率是指塑料在一定温度下熔化后，流动的速度。
它是评估塑料流动性能的一个重要指标，直接关系到塑料制品的成型质量。
塑料的熔体流动速率通常使用MFR（melt flow rate）或者MI （melt index）来表示，单位为g/10min。
常用的测试方法是根据ISO 1133标准。
测试时，将一定质量的塑料料粒放入加热筒中，通过提高加热筒的温度使其熔化，然后在一定压力下通过一个标准孔模将熔体流出，流出的塑料重量除以流动的时间，即可得到熔体流动速率。
塑料的熔体流动速率受到多种因素的影响。
首先，塑料的分子结构和分子量对熔体流动速率有重要影响。
分子量较高的塑料具有更高的粘度，流动速率相对较慢；而分子量较低的塑料则具有较低的粘度，熔体流动速率相对较快。
其次，塑料的熔点也会对熔体流动速率造成影响。
熔点较高的塑料在同样的温度下需要更高的能量才能熔化，因此熔体流动速率相对较慢。
再次，塑料的添加剂和填充料也会对熔体流动速率产生影响。
某些添加剂和填充料具有增塑效果，可以使塑料的熔体流动速率增加。
塑料的熔体流动速率在实际应用中具有重要意义。
首先，它可以用来评估塑料的加工性能。
熔体流动速率越大，代表塑料的加工性能越好，适合用来制作薄壁、大型或复杂形状的制品。
其次，熔体流动速率也可以用来预测塑料制品的物理性能。
通常情况下，熔体流动速率较大的塑料制品具有较好的强度和韧性。
此外，熔体流动速率还可用于塑料的配方设计和质量控制。
生产过程中，可以通过调整塑料的熔体流动速率来获得所需的加工性能和产品质量。
不同类型的塑料具有不同的熔体流动速率。
例如，聚乙烯（PE）具有较高的熔体流动速率，适合制作一些注塑和挤出产品；而聚丙烯（PP）的熔体流动速率相对较低，适合制作一些薄膜和纤维制品。
此外，根据具体用途的不同，对塑料熔体流动速率的要求也不同。
例如，制作塑料瓶的PET塑料需要具有较高的熔体流动速率，以便在注塑过程中能够充分填充模具；而制作充气膜的LLDPE塑料则需要具有较低的熔体流动速率，以防止产生不必要的流动。
什么是熔体流动速率？
图1是熔体流动速率试验的结构示意图。
料筒外面包裹的是加热器，在料筒的底部有一只口模，口模中心是熔体挤压流出的毛细管。
料筒内插入一支活塞杆，在杆的顶部压着砝码。
试验时，先将料筒加热，达到预期的试验温度后，将活塞杆拔出，在料筒中心孔中灌入试样（塑料粒子或粉末），用工具压实后，再将活塞杆放入，待试样熔融，在活塞杆顶部压上砝码，熔融的试样料通过口模毛细管被挤出。
塑料熔体流动速率（MFR），以前又称为熔体流动指数（MFI）和熔融指数（MI）。
1定义
熔体流动速率是指热塑性材料在一定的温度和压力下，熔体每10min 通过标准口模的质量，
单位为g/10min.。
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，g/cm3；t───活塞移动有效距离所需的时间，s。
熔体流动速率( MFR) ，也被称为熔体流动指数( MFI) ，是一种塑料行业常见的材料性能测试。
测试用来测定树脂在特定剪切应力及温度下的熔体流动性能( 单位: g/10min) ( 与施加载荷有关) 。
该测试由挤压塑度计进行，人们常称其为“熔体流动速率测试仪” ( 旧称“熔融指数测试仪”) 。
它用于测试天然的、复合的及处理后的热塑性塑料。
测量熔体流动速率的目的是什么？
塑料行业的不同成员使用熔体流动速率测试仪进行测量的目的各不相同。
树脂供应商将其用于质量检查，希望可以发现由于聚合及/或合成材料的不同而导致的熔体流动速率变化。
市场营销和销售人员将其用于区分不同档次的材料。
树脂买家用其来检查其所采购的树脂，以确保他们收到的材料与订购要求相一致。
也有用户将其用于测试在产品保持相同规格的情况下，他们产品中采用的可再生材料的数量。
熔体流动速率对材料性能到底有什么影响？
实际上，熔体流动速率有助于分析材料性能的相对值，预测加工过程中树脂流动的相对难易程度。
MI与分子量成反比，分子量增加时，熔体流动速率下降，反之亦然。
聚合物的强度与分子量有关，所以MI可以作为聚合物强度的一种指标。
随着熔体流动速率的提高，拉伸强度、撕裂强度、耐应力开裂性、耐热性、耐候性、冲击强度和收缩率／翘曲都下降。
相对而言，刚性模量不受熔体流动速率增加的影响。
对于HDPE来说，熔体流动速率的增加提高了光泽度但对透明度没有什么影响。
如果所有其他参数（如分子量分布）都不变，那么随着熔体流动速率的提高，加工也就更容易进行了。
熔体流动速率的测试方法以及具体流程
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 2.1mm 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。
最常使用的测试标准是ASTM D 1238 ，该测试标准的量测仪器是熔体流动速率仪(MeltIndexer) 。
单位：g/10min
以聚乙烯为例，测试的具体操作过程是：MFI-450W熔体流动速率仪升温致190℃并恒温20分钟，将待测PE原料3-4克装入MFI-450W熔体流动速率仪中（槽末接有细管，细管直径为 2.095mm ，管长为8mm ）。
原料上端藉由活塞施加2.16公斤向下压挤流出，待下测量线到槽口时按开始，仪器会自动切取，量测该原料在10分钟内所被挤出的重量，即为该塑料的流动指数。
有时您会看到这样的表示法：MI 12.3g/10min ，它表示在10 分钟内该塑料被挤出25克。
一般常用塑料的MI值大约介于1~25之间。
MI愈大，代表该塑料原料粘度愈小及分子重量愈小，反之则代表该塑料粘度愈大及分子重量愈大。
除了熔体质量流动速率（MFR），还可以用熔体体积流动速率（MVR）来进行测定。
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。
