热塑性塑料熔体流动速率(MFR)测定
1 实验目的
通过本实验使学生了解塑料熔体流动指数与分子量大小及其分布的关系,熟悉测定塑料熔体流动指数的原理及操作。
2 试验仪器、工具及试样
(1)试剂和试样:
等规聚丙烯,可以是颗粒、粉料或其他形状的热塑性塑料。测试吸湿性塑料时,试验前应按产品标准规定进行干燥处理。
(2)试验仪器和工具:
RL—11B1熔体流动速率测定仪
3 基本知识
塑料熔体流动速率(MFR)是指在一定温度和负荷下,塑料熔体每10min通过标准口模的质量(g/10min)。在塑料成型加工中,熔体流动速率是用来衡量塑料熔体流动性的一个重要指标,其测试仪器通常称为塑料熔体流动速率测试仪(或熔体指数仪)。对一定结构的塑料熔体,若所测得MFR愈大,表征该塑料熔体的平均分子量愈低,成型时流动性愈好。但此种仪器测得的流动性能指标,是在低剪切速率下获得的,不存在广泛的应力一应变速率关系。因而不能用来研究塑料熔体黏度与温度,黏度与剪切速率的依赖关系,仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体黏度的相对数值。
此法测定熔体流动速率简便易行,对材料的选择和成型工艺条件的确定有其重要的实用价值,工业生产上得到广泛采用。
4 实验方法与操作步骤
(1)实验条件:
测定结构不同的塑料熔体流动速率,所选择的温度、负荷等各不相同,其规定标准如表5-1。
表5-1常见塑料测量MFR的标准条件
塑料 | 实验温度(℃) | 负荷强度(MPa) | 负荷(g) |
PE | 190 | 0.304 | 2160 |
PP | 230 | 0.304 | 2160 |
PS | 190 | 0.703 | 5000 |
PC | 300 | 0.169 | 1200 |
POM | 190 | 0.304 | 2160 |
ABS | 200 | 0.703 | 5000 |
PA | 230 | 0.304 | 2160 |
| 275 | 0.046 | 325 |
纤维素酯 | 190 | 0.304 | 2160 |
丙烯酸酯类 | 230 | 0.169 | 1200 |
|
注:共混、共聚等改性塑料的试验条件可参照上表同类近似的树脂选用。
表5-2 试样的用量与试验取样时间
MFR(g/10min) | 试样量(g) | 取样时间(s) |
0.1-0.5 | 3-4 | 240 |
0.5-1.0 | 3-4 | 120 |
1.0-3.5 | 4-5 | 60 |
3.5-10.0 | 6-8 | 30 |
10.0-25.0 | 6-8 | 10 |
(2)实验步骤:
① 实验准备熟悉熔体流动速率仪主体结构和操作规程,根据塑料类型按表5一1选择测试条件,安装好口模,在料筒内插入活塞。接通电源开始升温,调节加热控制系统使温度达到要求温度,恒温至少15min。预计试料的MFR范围,按表5—2称取试料(准确至0.1g)。
② 取出活塞将试料加入料筒,随即把活塞再插入料筒并压紧试料,预热4min使炉温回复至要求温度。
③ 在活塞顶托盘上加上砝码,随即用手轻轻下压,促使活塞在1min内降至下环形标记距料筒口5~10mm处。待活塞(不用手)继续降至下环形标记与料筒口相平行时,切除已流出的样条,并按表5—2规定的切样时间间隔开始切样,保留连续切取的无气泡样条三个。当活塞下降至上环形标记和料筒口相平行时,停止切样。
④ 停止切样后,趁热将余料全部压出,立即取出活塞和口模,除去表面的余料并用合适的黄铜丝顶出口模内的残料。然后取出料筒用绸布蘸少许溶剂伸入筒中边推边转地清洗几次,直至料筒内表面清洁光亮为止。
⑤ 所取样条冷却后,置于天平上分别称其质量(准确至1mg)。若其质量的最大值和最小值之差大于平均值的10%,则实验重作。
5 注意事项
(1)当显示的实际温度低于1℃或高于402℃时,可能是有故障,仪器会自动关闭加热器停止加热。
(2)加料前取出料杆,置于耐高温物体上,避免料杆头部碰撞。
(3)用料斗加料时,应尽量避免料斗与料筒壁接触。
(4)在操作和清洗时,应带好手套,防止烫伤。