熔體流動速率方法介紹

熔體流動速率（也稱熔融指數）是一種表示塑膠材料加工時的流動性的數值。它是美國量測標準協會(ASTM)根據美國杜邦公司慣用的鑒定塑料特性的方法制定而成，其測試方法是先讓塑料粒在一定時間（10分鐘）內、一定溫度及壓力（各種材料標準不同）下，融化成塑料流體，然后通過一直徑為2.095mm圓管所流出的克（g）數。其值越大，表示該塑膠材料的加工流動性越佳，反之則越差。
工業上常用熔融指數以區不分不同牌號的聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂。一般來說看,分子結構接近的前提下，熔融指數值越低，樹脂的分子量越高。數均分子量相同時，星形高分子樹脂、樹枝型高分子樹脂、分子量分布較寬的樹脂的MI較高，線性高分子樹脂、分子量分布較窄的樹脂的MI較低。熔融指數越大，聚合物熔體的流動性越好，但平均分子量越低。熔融指數與加工條件，產品性能及經驗聯系起來，具有較高的實際意義。

1. 案例背景
接收到客戶HDPE塑料測試樣品，要求根據GB/T 3682-2000測試標準完成試驗并給出測試結果。

2. 測試方法簡述
樣品：
1.只要能裝入料筒內膛，試樣可以任何形狀。
2.試驗前應按試樣規格標準，對材料進行狀態調節，必要時，還應進行穩定化處理。
儀器的溫度校準、清洗和維護：
1.控溫系統的校正。溫度控制系統的準確性應定期校正，校正時選用的材料必須能夠充分流動。
2.儀器清洗。測試之后 都要把儀器徹底清洗，料筒可用布片擦凈，活塞應趁熱用步擦凈，口模可以用緊配合的黃銅絞刀或木釘清理。每次試驗完畢，再加上砝碼加壓，使快速擠出余料后，抽出料桿，用清潔紗布趁熱擦洗干凈，然后用口模頂桿將口模自下而上頂出料筒，用口模清洗桿及紗布清洗口模內外，再在料筒上部加料口鋪上干凈紗布（50×50mm左右，二層），將清洗桿壓住紗布插入料筒抽拉旋轉清洗料筒內壁，反復多次。對于不易清洗干凈的物料可趁熱在需要清洗的地方（內壁、口模內外、料桿）涂一些潤滑物，如硅油、十氫萘、石蠟等。

實驗條件   

         
表1.標準試驗條件

試驗步驟：
1.清洗儀器。在做一組試驗之前，要保證料筒在選定溫度恒溫不少于15min。
2 根據預先估計的流動速率（見下表2），將（3～8）g樣品裝入料筒。根據材料的流動速率，將加負荷或未加負荷的活塞放入料筒。
3  在裝料完成后4min，溫度應恢復到所選定的溫度，此時應把選定的負荷加到活塞上。讓活塞在重力的作用下降，直到擠出沒有氣泡的細條。這個操作時間不應超過1min。用切斷工具切斷擠出物，并丟棄。然后讓加負荷的活塞在重力作用下繼續下降。當環形標線到達料筒頂面時，開始用秒表計時，同時用切斷工具切斷擠出物并丟棄之。
4 逐一收集按一定時間間隔 的擠出物切段，切段時間間隔取決于熔體流動速率，每條切段的長度應不短于10mm，ZUI好為（10～20）mm。
5 當活塞桿的上標線達到料筒頂面時停止切割。丟棄有肉眼可見氣泡的切段。冷卻后將保留下的切段（至少3個）逐一稱量，準確到1mg，計算它們的平均質量。如果單個稱量值中的ZUI大值和ZUI小值之差超過平均值的15%，則舍棄該組數據，并用新樣品重做試驗。

表2.試樣質量選擇對應表

注：當材料的密度大于1.0g/cm3時，可能需要增加樣品的用量。

熔體流動速率測試儀裝置示意圖

主要結構
爐體：有控溫裝置，波動在±0.5℃，溫度監測裝置，精度±0.1℃
活塞：長度大于料筒，放入料筒后，下標環形記號與料筒口平齊，活塞底面與標準口模的上端相距約50mm
標準口模：碳化鎢制成，外徑與料筒內徑成間隙配合
負荷：活塞桿與砝碼的質量之和

結果計算
丟棄含有氣泡的切段。冷卻后，將保留的切段（至少3段）注意稱量，計算他們的平均質量。用以下公式計算溶體質量流動速率值，單位g/10min。
 

測試結果記錄

3. 結論
由以上測試分析結果可知，該HDPE的MI為3.78g/10min。客戶在加工注塑成型過程中可以參照此值工藝調整。

4. 參考標準
GB/T 3682-2000 熱塑性塑料熔體質量流動速率和熔體體積流動速率的測定