熔體流動速率儀
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,對熔體流動速率試驗(yàn)也賦予了許多新的內(nèi)容,促進(jìn)了熔體流動速率試驗(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,由通過規(guī)定長度和直徑的口模擠出的熔融物質(zhì),計(jì)算熔體質(zhì)量流動速率(MFR)和熔體體積流動速率(MVR)。測定MFR(方法A),稱量規(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
熔體流動速率儀一般由主機(jī)(擠出系統(tǒng))、溫度測量與控制系統(tǒng)組成。高級產(chǎn)品還應(yīng)有取樣控制系統(tǒng)、自動測晨系統(tǒng)、自動打印系統(tǒng)、負(fù)荷自動提升系 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 流動速率儀為精密檢測設(shè)備,所以對于主機(jī)擠出部分有很嚴(yán)格的機(jī)械要求;另外熔體流動速率和溫度有很密切的關(guān)系,溫度測控部分的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性也都應(yīng)該有嚴(yán)格的要求。熔體流動速率儀的出現(xiàn)使得熔體流動速率試驗(yàn)具有操作簡單易行、結(jié)果直觀等。
四、試驗(yàn)方法
1、熔體質(zhì)量流動速率melt mas-flow rate(MFR)
在規(guī)定的溫度、負(fù)荷和活塞位置條件下,熔融樹脂通過規(guī)定長度和內(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)量流動速率,單位為克每10分鐘(g/10 min)。
注:國際單位制(SI)允許使用dg/min.并規(guī)定1 g/10 min=1 dg/min。
熔體流動速率應(yīng)按下式計(jì)算:
式中:θ——試驗(yàn)溫度,℃;
mnom——標(biāo)稱負(fù)荷,kg;
m——切段的平均質(zhì)量,g;
tref——參比時(shí)間(10 min), s (600s);
t ——切段的時(shí)間間隔,s。
MFR——熔體流動速率 g/10 min
2、熔體體積流動速率melt volume- flow rate(MVR)
在規(guī)定的溫度、負(fù)荷和活塞位置條件下,熔融樹脂通過規(guī)定長度和內(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速率,單位為立方厘米每10分鐘(cm3/10min)。
熔體流動速率應(yīng)按下式計(jì)算:
式中: T——試驗(yàn)溫度,℃;
mnom——標(biāo)稱負(fù)荷,kg;
A——料簡標(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)定測量時(shí)間或各個(gè)測量時(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)來進(jìn)行測定熔體流動速率,對于有些特殊的、熔指數(shù)較高、流動性很好的材料,選擇體積法來測試數(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,流動性很好,導(dǎo)致普通質(zhì)量法的熔融指數(shù)儀根本無法滿足測試條件,需采用體積法熔體流動速率測試模式MVR進(jìn)行測試。聚丙烯熔融指數(shù)的定義是在規(guī)定的溫度下,被測物體被加熱爐熔化,并在規(guī)定的載荷下通過標(biāo)記模的小孔擠壓出來。將熔體每10分鐘通過標(biāo)準(zhǔn)模的體積流動MVR(cm3/10 min),用以表征被測物體在熔融狀態(tài)下的流動性和粘度等物理特性。
五、產(chǎn)品推薦
XNR-400B熔體流動速率儀(按鍵輸入、帶打印功能)
功能、適用范圍:
本儀器是用來測定各種高聚物在粘流狀態(tài)時(shí)熔體流動速率,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樹脂、聚甲醛樹脂等熔融溫度較低的塑料測試,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。
本儀器配有自動切料裝置,試驗(yàn)過程中定時(shí)自動切取試樣,帶有微型打印機(jī),試驗(yàn)完成后可打印試驗(yàn)結(jié)果,并自動計(jì)算熔體流動速率。
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)測量方法:質(zhì)量法(MFR)
8)儀器尺寸:長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)境相對濕度在30%—80%以內(nèi);
配置:
1)主機(jī)一臺
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)
1:0.325kg(活塞桿+砝碼托盤+隔熱套+1號砝碼體,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)取樣盤一個(gè)
附材料熔融溫度表一份:
材 料 | 試驗(yàn)溫度θ,℃ | 標(biāo)稱負(fù)荷mnom,kg |
PS | 200 | 5.00 |
PE | 190 | 2.16 |
PE | 190 | 0.325 |
PE | 190 | 21.60 |
PE | 190 | 5.00 |
PP | 230 | 2.16 |
ABS | 220 | 10.00 |
PS-1 | 200 | 5.00 |
E/VAC | 150 | 2.16 |
E/VAC | 190 | 2.16 |
E/VAC | 125 | 0.325 |
SAN | 220 | 10.00 |
ASA、ACS、AEC | 220 | 10.00 |
PC | 300 | 1.2 |
PMMA | 230 | 3.8 |
PB | 190 | 2.16 |
PB | 190 | 10.00 |
POM | 190 | 2.16 |
MABS | 220 | 10.00 |
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