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认识塑料熔体流动速率与其分子量、加工性能的关系。

发表时间:2022-10-25      点击次数:556

实验目的

1.掌握热塑性塑料熔体流动速率的测定方法。

2.进一步认识塑料熔体流动速率与其分子量、加工性能的关系。

原理

熔体流动速率(MFR,即Melt Flow Rate,系指热塑性塑料在一定温度和负荷下,熔体每10分钟通过熔体流动速率仪标准口模的重量。它又称为熔融指数(MI,即Melt Index)。MFR表示热塑性塑料在高温粘流状态下的流动性能,它是高分子材料加工成型的重要参数之一,表示热塑性塑料熔体粘度的相对值。

热塑性塑料的MFR,随其分子量和分子结构的不同而异。对一定结构的聚合物而言,MFR大,表明聚合物的分子量小,加工时流动性能就好一些。加工时可选择略高于温度,所施加压力可小一些。相反,如果MFR小,表明聚合物的分子量大,加工时流动性能差一些。必须适当提高加工温度,施加较大的压力,以改善聚合物的流动性。但MFR大,聚合物的断裂强度、硬度等性能均有所下降。

image.png 

热塑性塑料的MFR是用熔体流动速率仪测定的。在一定的温度和负荷条件下,使被测物通过标准口模,测出固定时间间隔内挤出的物料重量。然后换算成每10分钟的挤出量,即为该物料的MFR

本实验是按照GB3682-83“热塑性塑料熔体流动速率试验方法"操作进行的。测定不同结构的树脂的MFR,所选择的测试温度、负荷、试样用量以及取样时间都有所不同。我国目前的标准见表32和表33

image.pngimage.png 

仪器与试剂

航天纵横XNR-400A熔体流动速率仪一台。

聚乙烯或聚丙烯颗粒100克。

航天纵横XNR-400A熔体流动速率仪的主要技术指标:

标准实验力:

1 0.325kg=(活塞杆+砝码托盘+隔热套+1#砝码+限位开关挡片)kg=3.187N

2 1.200kg=(0.325+2#0.875砝码)kg=11.77N

3 2.160kg=(0.325+0.875+3#0.960砝码轴)kg=21.18N

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

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

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

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

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

装料筒:内径:Φ9.550±0.025毫米,

长度:160毫米;

出料口:内径:Φ2.095±0.005毫米,

长度:8.000±0.025毫米;

活塞杆头: 直径: 9.475±0.015毫米,

长度: 6.350±0.100毫米

仪器外形尺寸:650×350×950毫米。

电源:220V±10%

温度范围:125400连续可调或定点控制,可自动控制;

加热功率: 450W

恒温精度: 出料口上端10mm处温度波动 ±0.5°C

实验步骤

1. 安装、调试熔体流动速率仪。

2. 接通电源。依次进行如下操作:设为时控取样;按复位键;按Mon键使显示器清零;设定参数((1)预设试验负荷,2160(g)W;(2) 预设实验温度,对聚丙烯(PP)为230;对聚乙烯(PE)为190。如190()T; (3) 预设取样时间30(s)td/m) QD键启动工作,此时显示器自动显示实际温度。

3. 称取试样,试料加入量及切样时间选择如表3-3所示。晾干后测MFR

4. 将熔体流动速率仪的料筒清理干净。

5. 速率仪升温至190后,放入活塞杆预热。温度恒定后取出活塞杆,通过漏斗向料筒装料。少量加入,用装料杆压实后再加入少量,反复进行,直至料全部加入。这样做可防止料筒内存有气泡。料装完后放入压料活塞(本身负荷为3.187N)。预热5分钟。温度恒定后,在压料活塞杆上压21.18N负荷。

6. 当压料活塞杆第一道刻度线与装料口平行时,切掉挤出的料条,弃去不用。同时计时,达预设切样时间时,切第一个样,一次测量切5个样品。第二道刻度线与装料口平衡时,停止切料,同一个样品一般测35次。将各段料条称重。记下料条重量,计算平均重量。

7. 输入平均重量值(单位g),按td/m键,给出熔体流动速率MFR

8. 清理料筒及出料口,擦净料筒及活塞杆。关机,切断电源。

计算

熔体流动速率MFR(克/10分钟)计算式为: MFR=600W/t 1

式中:W为挤出样条重量的算术平均值(克);

t为切样时间(秒)。

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