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認識塑料熔體流動速率與其分子量、加工性能的關系。

發表時間:2022-10-25      點擊次數:534

、實驗目的

1.掌握熱塑性塑料熔體流動速率的測定方法。

2.進一步認識塑料熔體流動速率與其分子量、加工性能的關系。

、原理

熔體流動速率(MFR,即Melt Flow Rate,系指熱塑性塑料在一定溫度和負荷下,熔體每10分鐘通過熔體流動速率儀標準口模的重量。它又稱為熔融指數(MI,即Melt Index)。MFR表示熱塑性塑料在高溫粘流狀態下的流動性能,它是高分子材料加工成型的重要參數之一,表示熱塑性塑料熔體粘度的相對值。

熱塑性塑料的MFR,隨其分子量和分子結構的不同而異。對一定結構的聚合物而言,MFR大,表明聚合物的分子量小,加工時流動性能就好一些。加工時可選擇略高于溫度,所施加壓力可小一些。相反,如果MFR小,表明聚合物的分子量大,加工時流動性能差一些。必須適當提高加工溫度,施加較大的壓力,以改善聚合物的流動性。但MFR大,聚合物的斷裂強度、硬度等性能均有所下降。

image.png 

熱塑性塑料的MFR是用熔體流動速率儀測定的。在一定的溫度和負荷條件下,使被測物通過標準口模,測出固定時間間隔內擠出的物料重量。然后換算成每10分鐘的擠出量,即為該物料的MFR。

本實驗是按照GB3682-83“熱塑性塑料熔體流動速率試驗方法"操作進行的。測定不同結構的樹脂的MFR,所選擇的測試溫度、負荷、試樣用量以及取樣時間都有所不同。我國目前的標準見表32和表33。

image.pngimage.png 

、儀器與試劑

航天縱橫XNR-400A熔體流動速率儀一臺。

聚乙烯或聚丙烯顆粒100克。

航天縱橫XNR-400A熔體流動速率儀的主要技術指標:

標準實驗力:

1 0.325kg=(活塞桿+砝碼托盤+隔熱套+1#砝碼+限位開關擋片)kg=3.187N

2 1.200kg=(0.325+2#0.875砝碼)kg=11.77N

3 2.160kg=(0.325+0.875+3#0.960砝碼軸)kg=21.18N

4 3.800kg=(0.325+0.875+0.960+4#1.640砝碼)kg=37.26N

5 5.000kg=(0.325+0.875+0.960+1.640+5#1.200砝碼)kg=49.03N

6 10.000kg=(0.325+0.875+0.960+1.640+1.200+6#5.000砝碼)kg=98.07N

7 12.500kg=(0.325+0.875+0.960+1.640+1.200+5.000+7#2.500砝碼)kg=98.07N

8 21.600kg=(0.325+0.875+0.960+1.640+1.200+5.000+2.500+8#9.100砝碼)kg=211.82N

裝料筒:內徑:Φ9.550±0.025毫米,

長度:160毫米;

出料口:內徑:Φ2.095±0.005毫米,

長度:8.000±0.025毫米;

活塞桿頭: 直徑: 9.475±0.015毫米,

長度: 6.350±0.100毫米

儀器外形尺寸:650×350×950毫米。

電源:220V±10%

溫度范圍:125400連續可調或定點控制,可自動控制;

加熱功率: 450W;

恒溫精度: 出料口上端10mm處溫度波動 ±0.5°C

、實驗步驟

1. 安裝、調試熔體流動速率儀。

2. 接通電源。依次進行如下操作:設為時控取樣;按復位鍵;按Mon鍵使顯示器清零;設定參數((1)預設試驗負荷,2160(g)W;(2) 預設實驗溫度,對聚丙烯(PP)為230;對聚乙烯(PE)為190。如190()T; (3) 預設取樣時間,30(s)td/m); QD鍵啟動工作,此時顯示器自動顯示實際溫度。

3. 稱取試樣,試料加入量及切樣時間選擇如表3-3所示。晾干后測MFR。

4. 將熔體流動速率儀的料筒清理干凈。

5. 速率儀升溫至190后,放入活塞桿預熱。溫度恒定后取出活塞桿,通過漏斗向料筒裝料。少量加入,用裝料桿壓實后再加入少量,反復進行,直至料全部加入。這樣做可防止料筒內存有氣泡。料裝完后放入壓料活塞(本身負荷為3.187N)。預熱5分鐘。溫度恒定后,在壓料活塞桿上壓21.18N負荷。

6. 當壓料活塞桿第一道刻度線與裝料口平行時,切掉擠出的料條,棄去不用。同時計時,達預設切樣時間時,切第一個樣,一次測量切5個樣品。第二道刻度線與裝料口平衡時,停止切料,同一個樣品一般測35次。將各段料條稱重。記下料條重量,計算平均重量。

7. 輸入平均重量值(單位g),按td/m鍵,給出熔體流動速率MFR 。

8. 清理料筒及出料口,擦凈料筒及活塞桿。關機,切斷電源。

、計算

熔體流動速率MFR(克/10分鐘)計算式為: MFR=600W/t 1

式中:W為擠出樣條重量的算術平均值(克);

t為切樣時間(秒)。

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