熔體流動(dòng)速率儀

一、概述

聚合物的粘流性質(zhì)與其分子量、分子量分布、分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。熔體流動(dòng)速率作為表征聚合物粘流性質(zhì)的指標(biāo)已得到了廣泛應(yīng)用。熔體流動(dòng)速率在聚合物的工藝性能、原料品質(zhì)、新材料研究及有關(guān)分子參數(shù)等方面，可以提供許多有用的信息。為了獲取這些信息，對(duì)熔體流動(dòng)速率試驗(yàn)也賦予了許多新的內(nèi)容，促進(jìn)了熔體流動(dòng)速率試驗(yàn)方法與試驗(yàn)儀器的發(fā)展和進(jìn)步。

二、原理

在規(guī)定的溫度和負(fù)荷下,由通過(guò)規(guī)定長(zhǎng)度和直徑的口模擠出的熔融物質(zhì),計(jì)算熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFR)和熔體體積流動(dòng)速率(MVR)。測(cè)定MFR(方法A),稱(chēng)量規(guī)定時(shí)間內(nèi)擠出物的質(zhì)量,計(jì)算擠出速率,以g/10min表示。測(cè)定MVR(方法B),記錄活塞在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的位移或活塞移動(dòng)規(guī)定的距離所需的時(shí)間,計(jì)算擠出速率,以cm2/10 min表示。若已知材料在試驗(yàn)溫度下的熔體密度,則MVR可以轉(zhuǎn)化為MFR,反之亦然。注:熔體密度為試驗(yàn)溫度和壓力下的密度。事實(shí)上,由于試驗(yàn)壓力較低.在試驗(yàn)溫度和環(huán)境壓力下得到的熔體密度值已經(jīng)足夠-股使用了。

三、設(shè)備構(gòu)造

熔體流動(dòng)速率儀一般由主機(jī)（擠出系統(tǒng)）、溫度測(cè)量與控制系統(tǒng)組成。高級(jí)產(chǎn)品還應(yīng)有取樣控制系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)晨系統(tǒng)、自動(dòng)打印系統(tǒng)、負(fù)荷自動(dòng)提升系 統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等。主機(jī)是儀器的中心,一般由爐體、料筒、活塞、口模、破碼等部件構(gòu)成。由于熔體 流動(dòng)速率儀為精密檢測(cè)設(shè)備，所以對(duì)于主機(jī)擠出部分有很?chē)?yán)格的機(jī)械要求;另外熔體流動(dòng)速率和溫度有很密切的關(guān)系，溫度測(cè)控部分的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性也都應(yīng)該有嚴(yán)格的要求。熔體流動(dòng)速率儀的出現(xiàn)使得熔體流動(dòng)速率試驗(yàn)具有操作簡(jiǎn)單易行、結(jié)果直觀等。

四、試驗(yàn)方法

1、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率melt mas-flow rate(MFR)

在規(guī)定的溫度、負(fù)荷和活塞位置條件下,熔融樹(shù)脂通過(guò)規(guī)定長(zhǎng)度和內(nèi)徑的口模的擠出速率。以規(guī)定時(shí)間擠出的質(zhì)量作為熔體質(zhì)量流動(dòng)速率,單位為克每10分鐘(g/10 min)。

注:國(guó)際單位制(SI)允許使用dg/min.并規(guī)定1 g/10 min=1 dg/min。

熔體流動(dòng)速率應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：θ——試驗(yàn)溫度,℃；

      m_nom——標(biāo)稱(chēng)負(fù)荷，kg；

　　　m——切段的平均質(zhì)量，g；

      t_ref——參比時(shí)間（10 min）, s (600s)；

　　  t ——切段的時(shí)間間隔，s。

MFR——熔體流動(dòng)速率 g/10 min

2、熔體體積流動(dòng)速率melt volume- flow rate（MVR）

在規(guī)定的溫度、負(fù)荷和活塞位置條件下,熔融樹(shù)脂通過(guò)規(guī)定長(zhǎng)度和內(nèi)徑的口模的擠出速率。以規(guī)定時(shí)間擠出的體積作為熔體體積流動(dòng)速率，單位為立方厘米每10分鐘(cm³/10min)。

熔體流動(dòng)速率應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：    T——試驗(yàn)溫度,℃；

       m_nom——標(biāo)稱(chēng)負(fù)荷，kg；

　　　      A——料簡(jiǎn)標(biāo)準(zhǔn)橫截面積和活塞頭的平均值(等于0.711 cm2), 單位為平方厘米(cm2);

        600——參比時(shí)間（10 min）, s (600s)；

　　      l——切段的時(shí)間間隔，s。

t——預(yù)定測(cè)量時(shí)間或各個(gè)測(cè)量時(shí)間的平均值.單位為秒

3、方法的選擇

大多數(shù)情況下，我們選擇質(zhì)量法(MFR)來(lái)進(jìn)行測(cè)定熔體流動(dòng)速率，對(duì)于有些特殊的、熔指數(shù)較高、流動(dòng)性很好的材料，選擇體積法來(lái)測(cè)試數(shù)據(jù)比較好。例如:用于制造衛(wèi)生用品的PP聚丙烯熔噴料一般熔指數(shù)較高，流動(dòng)性很好，導(dǎo)致普通質(zhì)量法的熔融指數(shù)儀根本無(wú)法滿足測(cè)試條件，需采用體積法熔體流動(dòng)速率測(cè)試模式MVR進(jìn)行測(cè)試。聚丙烯熔融指數(shù)的定義是在規(guī)定的溫度下，被測(cè)物體被加熱爐熔化，并在規(guī)定的載荷下通過(guò)標(biāo)記模的小孔擠壓出來(lái)。將熔體每10分鐘通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模的體積流動(dòng)MVR(cm³/10 min)，用以表征被測(cè)物體在熔融狀態(tài)下的流動(dòng)性和粘度等物理特性。

五、產(chǎn)品推薦

XNR-400B熔體流動(dòng)速率儀（按鍵輸入、帶打印功能）

功能、適用范圍：

　 本儀器是用來(lái)測(cè)定各種高聚物在粘流狀態(tài)時(shí)熔體流動(dòng)速率，它既適用于熔融溫度較高的聚碳酸酯、聚芳砜、氟塑料等工程塑料，也適用于聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS樹(shù)脂、聚甲醛樹(shù)脂等熔融溫度較低的塑料測(cè)試，廣泛地應(yīng)用于塑料生產(chǎn)、塑料制品、石油化工等行業(yè)以及有關(guān)院校、科研單位和商檢部門(mén)。

　 本儀器配有自動(dòng)切料裝置，試驗(yàn)過(guò)程中定時(shí)自動(dòng)切取試樣，帶有微型打印機(jī)，試驗(yàn)完成后可打印試驗(yàn)結(jié)果，并自動(dòng)計(jì)算熔體流動(dòng)速率。

采用了模糊的PID算法進(jìn)行恒溫控制，使該機(jī)在恒溫中具有如下特點(diǎn)：

　 1）升溫速度快、超調(diào)量極小。

　 2）恒溫精度高。

　 3）在填料之后，能迅速恢復(fù)恒溫狀態(tài)。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T3682-2000、ASTMD1238、BS2782、ISO1133：2005中的MFR。
技術(shù)參數(shù)：
1）控溫范圍：室溫-400℃
2）溫度顯示示值誤差：≤±0.2℃，恒溫精度高
3）控溫精度：±0.5℃　
4）恢復(fù)時(shí)間短：≤4min，在填料之后能迅速恢復(fù)恒溫狀態(tài)
5）本機(jī)采用液晶顯示，直觀明了。
6）配有打印機(jī)，可直接打印試驗(yàn)結(jié)果。
7）測(cè)量方法：質(zhì)量法（MFR）
8）儀器尺寸：長(zhǎng)400mm×寬240mm×高580mm
環(huán)境要求：
1）環(huán)境溫度：10℃—40℃的范圍內(nèi)；
2）環(huán)境相對(duì)濕度在30%—80%以內(nèi)；
配置：
　 1）主機(jī)一臺(tái)
　 2）附件箱一
①活塞桿1個(gè)；　 ②口模Φ2.095mm　1個(gè)； ③水平儀 1個(gè)； ④清洗桿 1個(gè)；
⑤加料頂桿1個(gè)； ⑥口模清理棒1個(gè)；　　 ⑦刮刀片1個(gè)；
　 3）附件箱二
標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)負(fù)荷（kg共八級(jí)）
1：0.325kg（活塞桿+砝碼托盤(pán)+隔熱套+1號(hào)砝碼體，在主機(jī)身上）
2：0.875kg
3：1.835 kg
4：2.500 kg
5：2.915 kg

6：3.475 kg

7:4.675 kg

8:5.000 kg
4）電源線 一根
5）裝料漏斗一個(gè)
6）取樣盤(pán)一個(gè)

附材料熔融溫度表一份：