实验 5 热塑性塑料熔体流动速率（ MFR ）测定

1. 实验5 热塑性塑料熔体流动速率（MFR）测定

2. 1.1 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。

3. 1.2实验内容 利用熔体流动速率测定仪，测定等规聚丙烯的熔体流动速率值。

4. 1.3基础知识 • 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。

5. 图5－1熔体流动速率仪

6. 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。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。 • 塑料熔体流动速率测试仪，该仪器系由试料挤出系统和加热控温系统两部分组成。其主体结构(试料挤出系统)示意图如图5－1。熔体流动速率仪主要技术特性：负荷由砝码、托盘(231g)、活塞(94g)之和组成，分为325g、1200g、2160g、5000g几个档次。 • 标准口模直径：φ(2.095±O0.005) mm和φ(1.180±0.010)mm； • 标准口模长度：(8.000±0.025)mm。 • 料筒长度：160mm，料筒直径：φ(9.55±0.025)mm； • 温度范围：室温～400℃连续可调，出料口上端127mm处温度波动≤±0.5℃。 • 电子天平台(感量1mg)，秒表1个(精确至0.1s)，装料漏斗。切割和放置切取样条的单面刮刀或铁剪刀，液体石蜡，绸布和棉纱，镊子，清洗杆和铜丝等。

7. 表5－1常见塑料测量MFR的标准条件 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。

8. 表5－2 试样的用量与试验取样时间

9. 1.4 实验方法与操作步骤 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。

10. 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。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。

11. 1.5 实验结果 从熔体流动速率测定仪的显示屏上读出切割时间间隔t（s）的值。

12. 1.6 实验结果统计与分析 • 试料的熔体流动速率按下列公式（18）计算： （18） • 式中，MFR－熔体流动速率，g/10min；w－切取样条质量的算术平均值，g；t－切样时间间隔，min。实验结果取二位有效数字。

13. 1.7 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。