熔体流动速率的测定
实验三热塑性塑料熔体流动速率的测定
实验三热塑性塑料熔体流动速率的测定一、实验目的1.掌握热塑性塑料熔体流动速率的测定方法。
2.进一步认识塑料熔体流动速率与其分子量、加工性能的关系。
二、原理熔体流动速率（MFR，即MeltFlow Rate）,系指热塑性塑料在一定温度和负荷下，熔体每10分钟通过熔体流动速率仪标准口模的重量。
它又称为熔融指数（MI，即Melt Index）。
MFR表示热塑性塑料在高温粘流状态下的流动性能，它是高分子材料加工成型的重要参数之一，表示热塑性塑料熔体粘度的相对值。
热塑性塑料的M FR，随其分子量和分子结构的不同而异。
对一定结构的聚合物而言，MFR大，表明聚合物的分子量小，加工时流动性能就好一些。
加工时可选择略高于温度，所施加压力可小一些。
相反，如果MFR小，表明聚合物的分子量大，加工时流动性能差一些。
必须适当提高加工温度，施加较大的压力，以改善聚合物的流动性。
但MFR大，聚合物的断裂强度、硬度等性能均有所下降。
热塑性塑料的M FR是用熔体流动速率仪测定的。
在一定的温度和负荷条件下，使被测物通过标准口模，测出固定时间间隔内挤出的物料重量。
然后换算成每10分钟的挤出量，即为该物料的M FR。
本实验是按照G B3682-83“热塑性塑料熔体流动速率试验方法”操作进行的。
测定不同结构的树脂的M FR，所选择的测试温度、负荷、试样用量以及取样时间都有所不同。
我国目前的标准见表3－2和表3－3。
三、仪器与试剂XNR-400A熔体流动速率仪一台。
聚乙烯或聚丙烯颗粒100克。
XNR-400A熔体流动速率仪的主要技术指标：标准实验力:1级0.325kg=(活塞杆+砝码托盘+隔热套+1#砝码+限位开关挡片)kg=3.187N2级1.200kg=(0.325+2#0.875砝码)kg=11.77N3级2.160kg=(0.325+0.875+3#0.960砝码轴)kg=21.18N4级3.800kg=(0.325+0.875+0.960+4#1.640砝码)kg=37.26N5级5.000kg=(0.325+0.875+0.960+1.640+5#1.200砝码)kg=49.03N6级10.000kg=(0.325+0.875+0.960+1.640+1.200+6#5.000砝码)kg=98.07N7级12.500kg=(0.325+0.875+0.960+1.640+1.200+5.000+7#2.500砝码)kg=98.07N 8级21.600kg=(0.325+0.875+0.960+1.640+1.200+5.000+2.500+8#9.100砝码)kg=211.82N装料筒：内径：Φ9.550±0.025毫米，长度：160毫米；出料口：内径：Φ2.095±0.005毫米，长度：8.000±0.025毫米；活塞杆头: 直径: 9.475±0.015毫米,长度: 6.350±0.100毫米仪器外形尺寸：650×350×950毫米。
熔体流动速率的测试方法
熔体流动速率的测试方法一．基本概念1．什么是熔体流动速率？图1是熔体流动速率试验的结构示意图。
料筒外面包裹的是加热器，在料筒的底部有一只口模，口模中心是熔体挤压流出的毛细管。
料筒内插入一支活塞杆，在杆的顶部压着砝码。
试验时，先将料筒加热，达到预期的试验温度后，将活塞杆拔出，在料筒中心孔中灌入试样（塑料粒子或粉末），用工具压实后，再将活塞杆放入，待试样熔融，在活塞杆顶部压上砝码，熔融的试样料通过口模毛细管被挤出。
塑料熔体流动速率（MFR），以前又称为熔体流动指数（MFI）和熔融指数（MI）。
图11．1定义熔体流动速率是指热塑性材料在一定的温度和压力下，熔体每10min通过标准口模的质量，单位为g/10min.1．2 影响试验结果的因素a．负荷：加大负荷将使流动速率增加；b．温度：在试样允许的前提下，升高温度将使流动速率增加，如果料筒内的温度分布不均匀，将给流动速率的测试带来很明显的不确定因素；c．关键零件（口模内孔、料筒、活塞杆）的机械制造尺寸精度误差使测试数据大大偏离。
粗糙度达不到要求，也将使测试数据偏小。
2．意义熔体流动速率表征了热塑性聚合物的熔体的流动性能，通过对它的测量可以了解聚合物的分子量及其分布、交联程度，以及加工性能等等。
二．熔体流动速率试验的技术要求由于温度、负荷、机械零件的任何一项偏差，都会导致试验结果的不正确，因此，为了保证试验结果的正确性，必须对这些参数很具体地确定下来。
1．温度由于在本试验中，唯有温度是动态参数，对试验的结果影响也很大，因此对温度的技术参数规定得很细致。
有的厂家生产的各种仪器（还有如恒温槽，维卡软化点，等等）凡有温度指标的，均标上“温控精度”这一项，其实是对用户提供了一个貌似高精度而实则是没有实际意义的指标。
1．1 温度数显准确度。
准确度，这里指数显值与标准温度计之间的差值。
一般来说，只要温控系统具有长期的稳定性和微小的波动，准确度都是可以通过校正来消除误差的。
熔体流动速率测试
在熔体流动速率测试中，通常需要选择合适的流动速率范围，以确保测试结果的稳定性 和准确性。
流动速率的稳定性是测试的关键因素之一，因为流动速率波动会影响测试结果的可重复 性和准确性。同时，流动速率的控制也需要根据具体的材料和测试标准来确定。
温度稳定性
在测试过程中，保持温度 稳定，避免温度波动对测 试结果的影响。
实验操作流程
启动测试
在满足测试条件的前提下，启动测试程序， 记录测试数据。
结束测试
在规定的时间内完成测试，关闭测试装置， 清理现场。
观察与记录
观察熔体的流动情况，记录流速和压力等参 数，确保数据准确无误。
数据处理与分析
对测试数据进行处理、分析和比较，得出结 论。
安装试样
将试样安装在测试装置中，确保 安装稳定、无泄漏，并按照规定 调整试样位置。
检查试样安装
在开始测试前，检查试样是否正 确安装，确保测试结果的准确性 和可靠性。
温度设定与校准
01
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设定温度
根据测试标准，设定适当 的温度，确保熔体在测试 过程中保持恒温状态。
校准温度
对测试装置的温度控制系 统进行校准，确保温度控 制精度符合要求，以提高 测试结果的准确性。
1
温度越高，熔体的粘度越低，流动速率越快。因 此，控制测试温度是确保测试结果准确性的关键 因素之一。
2
在熔体流动速率测试中，通常需要将温度控制在 一定范围内，以确保测试结果的稳定性和准确性。
3
选择合适的温度范围需要根据具体的材料和测试 标准来确定，以确保测试结果能够准确地反映材 料的流动性能。
熔体流动速率测量原理
熔体流速：看不见却测得准的秘密熔体流动速率测量原理，是在塑料、橡胶等生产企业中广泛应用
的技术。
那么熔体流动速率的测量原理究竟是什么呢？首先，我们需
要了解什么是熔体流动速率。
熔体流动速率指的是单位时间内通过标
准孔径和标准压力的熔体质量。
而这个标准孔径就是呈10：1长径比
的圆柱形孔，通常称作“毛细管”，而标准压力就是1000牛/平方米。
熔体流速的测量原理是测量熔体在一定温度下通过毛细管的重量，再根据标准公式推算出熔体流速。
具体操作上，需要用一台名为“熔
体指数计”的仪器。
首先将塑料或橡胶放入仪器中加热熔化，调整温度、压力和压力释放时间等参数，让熔体不断从毛细管中流出。
然后
通过称重、计时等操作得出熔体流速。
为什么需要测量熔体流速？其实熔体流速是对塑料、橡胶等材料
流动性能的一项重要参数，直接关系到制品的质量、效益、外观等众
多方面。
在生产储存、加工等过程中，根据熔体流速测量结果调节生
产参数、掌握制品性能、减少缺陷等方面有着举足轻重的作用。
因此，熔体流速的测量对于生产企业来说至关重要。
总体来说，熔体流速的测量原理并不算太难，但需要注意的是在
测量过程中要尽量保证仪器的参数稳定，避免误差产生。
只要严格按
照测量要求进行操作，就能轻松测得准确的熔体流速，为生产流程提
供更大的支持和保障。
熔体流动速率测试
数据的记录
组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9
重量（kg） 0.2215 0.2220 0.2272 0.2283 0.2285 0.2309 0.2310 0.2316 0.2318
6
结果计算
MFR=m/9x60=13.6853g/10min
7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
影响因素 影响因素
原因分析
弹性因素
高聚物熔体是一种粘弹性液，在外力作用下，
在塑料加工中,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。通过测定塑料的流动速率 ,可以研究聚合物的结构因 素
1
仪器设备
2
仪器设备
主要结构 炉体：有控温装置，波动在±0.5℃， 温度监测装置，精度±0.1℃ 活塞：长度大于料筒，放入料筒后， 下标环形记号与料筒口平齐，活塞底 面与标准口模的上端相距约50mm 标准口模：碳化钨制成，外径与料筒 内径成间隙配合 负荷：活塞杆与砝码的质量之和
3
实验条件
因为我们选择的材料是PP，根据试验标准温度在 230℃，口模内径为2.095mm，标准口径为2016kg。
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试验步骤
1 、清洗仪器。在开始做一组试验前，要保证料筒在选定温度恒温不少于 15min。 2 、根据预先估计的流动速率，将5g样品装入料筒。 3 、在装料完成后，把选定的负荷加到活塞上。让活塞在重力的作用下降， 直到挤出没有气泡的细条。这个操作时间不应超过 1min。用切断工具切断 挤出物，并丢弃。然后让加负荷的活塞在重力作用下继续下降。当环形标 线到达料筒顶面时，开始用秒表计时，同时用切断工具切断挤出物并丢弃 之。 4 、逐一收集按一定时间间隔 的挤出物切段，切段时间间隔取决于熔体流 动速率，选定的时间为10s。 5 、当切割的样条达到十根时，试验结束，清理实验仪器。
聚合物熔体流动速率的测定
一、实验目的1. 掌握热塑性高聚物熔融指数的测定方法。
2. 了解聚合物熔融指数的测定条件。
二、实验原理熔融指数（Melt Flow Rate，MFR，MI，MVR），全称熔体流动指数，是指在一定温度和负荷下，聚合物熔体每10min通过标准口模的质量，是评价热塑性聚合物熔体流动性的一个重要指标。
虽然熔融指数能很方便地表示热塑性聚合物的流动性高低，但是熔融指数测定时的剪切速率远低于成型过程中的实际剪切速率，故熔融指数不能完全代表成形时的实际流动能力，所以，熔融指数对于热塑性聚合物成形时材料的选择和工艺条件的设定具有一定的参考价值。
此外，对于同一种聚合物，在相同的条件下，单位时间内流出量越大，熔体流动速率就越大，流动性越好，说明其平均分子量越低，因此可作为生产上的品质控制。
（一）熔融指数仪结构示意图图1 熔融指数仪结构示意图1—出料孔；2—保温层；3—加热器；4—柱塞；5—重锤；6—热电偶测温管；7—料筒（二）测定方法（参照GB/T 3682-2000）熔体流动速率，原称熔融指数，其定义为：在规定条件下，一定时间内挤出的热塑性物料的量，也即熔体每10min通过标准口模毛细管的质量，用MFR表示，单位为g/10min。
近年来，熔体流动速率从“质量”的概念上，又引伸到“体积”的概念上，即增加了熔体体积流动速率。
其定义为：熔体每10min通过标准口模毛细管的体积，用MVR表示，单位为cm3/10min。
对于原先的熔体流动速率，则明确地称其为熔体质量流动速率，仍记为MFR。
熔体质量流动速率与熔体体积流动速率已在ISO 1133:1997标准中明确提出，我国的标准GB/T 3682-2000也作了相应修订。
1. 质量法（参照GB/T 3682-2000中：6 方法A）式中：θ——试验温度，℃；m nom——标称负荷，kg；m——切段的平均质量，g；t ref——参比时间（10min），s（600s）；t——切段的时间间隔，s。
熔体流动速率和熔融指数
熔体流动速率和熔融指数引言熔体流动速率和熔融指数是研究材料熔融态流动特性的两个重要参数。
熔体流动速率是描述熔体在加力作用下流动性能的指标，而熔融指数是用于评估熔体在一定温度下的流动性和可加工性。
熔体流动速率和熔融指数的研究对于塑料、橡胶等材料的加工工艺以及产品性能的控制具有重要意义。
熔体流动速率的定义与测量熔体流动速率是指熔体通过模具或孔口在一定时间内的流动量。
常用的测量方法有毛细流动法、挤出流量法和注射流动法。
毛细流动法毛细流动法是一种实验室常用的测量熔体流动速率的方法。
实验中，将熔体通过毛细管流出，测量一定时间内流出的体积，并根据毛细管的几何形状计算出流动速率。
挤出流量法挤出流量法是一种工业常用的测量熔体流动速率的方法。
实验中，将熔体通过一个圆柱形模具挤出，测量模具出口处一定时间内挤出的体积，并根据模具几何形状计算出流动速率。
注射流动法注射流动法是一种常用的测量热塑性塑料熔体流动速率的方法。
实验中，将熔体通过一定尺寸的注射针头注射到标准模具中，测量一定时间内注射的熔体质量或体积，并据以计算出流动速率。
熔融指数的定义与测量熔融指数是指熔体在一定温度和一定条件下通过孔口或模具的流动性能。
常用的测量方法有熔体指数法和熔体流动速率法。
熔体指数法熔体指数法是一种常用的测量熔融指数的方法。
根据材料的特性和要求，选择不同规格的模具或孔口，通过测量一定时间内通过孔口或模具的熔体质量或体积，计算出熔融指数。
熔体指数的计算公式为：熔融指数 = (熔体质量或体积) / (时间)熔体流动速率法熔体流动速率法是一种另类的测量熔融指数的方法。
通过测量熔体在一定温度下通过模具或孔口的流动速率，可以间接得到熔融指数。
熔体流动速率和熔融指数之间的计算关系为：熔融指数 = (实测熔体流动速率) / (标准熔体流动速率) × 100熔体流动速率和熔融指数对材料性能的影响熔体流动速率和熔融指数直接关系到材料的加工性和成型性能。
高分子材料专业实验-熔体流动速率的测定及热变形温度测定
熔体流动速率的测定实验目的通过本次实验了解聚合物材料熔体流动速率的物理意义并掌握测定聚合物材料熔体流动速率的原理和方法。
实验原理聚合物材料熔体流动速率（MFR）是指在一定温度和负荷下，聚合物材料熔体每10分钟通过标准口模的质量（g/10min）。
在聚合物材料成型加工中，熔体流动速率是用来衡量聚合物材料熔体流动性的一个重要指标，其测试仪器通常称为聚合物材料熔体流动速率测试仪（或熔体流动速率仪）。
对一定结构聚合物材料熔体，若所测得的MFR愈大，表征该聚合物材料的平均分子量愈低，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——应变速率关系，因而不能用来研究聚合物材料熔体粘度与温度、粘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粘度的相对数值。
原料与仪器1.实验用主要原材料：LDPE（中国石油天然气股份有限公司大庆石化公司,18D,ρ=0.945g/cm3）2.实验用主要仪器设备：XNR-400熔体流动速率仪（承德市试验机厂）1台，TG328A分析天平（上海天平仪器厂）1台，手表1只，装料漏斗1个，玻璃镜1个，镊子1个，清洗杆1根，手套若干双实验条件及操作1.实验条件：标准口模内径2.095mm，实验温度190.1℃，口模系数464g·mm3，负荷2160g，LDPE 使用量为4.5g，切样时间间隔为60s2.实验操作流程实验记录及结果记录: 温度:190℃口模系数:464g/mm3负荷:2160g切样1# 2# 3#时间间隔/s 称重/mg45126.645125.545121.8计算:1.切取样条平均质量（W）的计算：W=( W1+W2+W3)/3=(126.6+125.5+121.8)/3=124.6mg式中，W1，W2，W3分别为三个切取样条各自的质量。
2.聚合物物料熔体流动速率（MFR）的计算：MFR=600×0.1246/45g(10min)-1=1.7g/10min结果讨论1.影响测定结果的因素：a．口模直径与粗糙度，料筒长短及光洁度b．聚合物物料的分子量分布：聚合物物料的分子量不能过宽，否则前期流出的熔体主要为低分子量的聚合物，后期流出的物料主要为高分子量的聚合物，这样的话切样时间间隔不变，前面切取的样条质量将明显比后面切取的大。
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1.按照选好的条件安装好口模，在料筒内插入活塞。接通电源升温到预定温度，至少恒温15分钟。
2.取出活塞将试样加入料筒，随即把活塞再次插入料筒并压紧物料，预热4min.
3.活塞顶托盘上加上砝码，手轻压使活塞在1分钟内降至下环形标记距料筒口5~10mm。待活塞自然降至下环形标记与料筒口平行时，切除已流出的样条。再按以选定的切样时间间隔开始切样，保持连续切取的无气泡样条三根。
4.停止切样后，趁热取出余料，并去除活塞，口模表面残料。取出料筒用绸布蘸少许溶剂伸入筒中边推边转清洗至内表面清洁光亮为止。
5.样条冷却后在天平上称其质量。若最大值与最小值之差大于平均值的10%，则重复实验。
Hale Waihona Puke 实验结果及讨论聚乳酸165℃
实验数据与处理
切样时间t（秒）
挤出料条重W（克）
W（克）
MFR
样的熔体速率计算公式：MFR=
对一定结构聚合物熔体，MFR越大，表示该聚合物熔体平均分子量越低，流动性越好。
实验主要原材料及设备
实验材料颗粒状PLA 4.0g
实验仪器XNR—400熔体流动速率测试仪
天平（感量0.001g）
秒表
装料漏斗
刮刀
棉纱
清洗杆等清洗工具
图1熔体流动速率仪示意图
实验条件
根据实验原料聚乳酸和实验仪器的口模内径，口模系数，在标准实验条件表中选择本次实验条件：
表1标准实验条件
标准口模内径/mm
实验温度/℃
口模系数/g*mm3
负荷/g
2.095
165
464
2160
预测试样的MFR范围，在式样加入量与切样时间间隔表中查得试样加入量和切样时间间隔。
表2试样加入量与切样时间间隔
流动速率/g/10min
试样加入量/g
切样时间间隔/s
>1.0~3.5
4~5
30~60
MFR：熔体流动速率，g/10min; W:切取的样条算术平均值，g；t：切取时间间隔
代入数据得：
MFR==1.45g/10min
(Wmax—Wmin)/W=8.1%<10%符合实验要求
试样MFR较大，说明流动性好，平均分子量较小。
热塑性塑料熔体质量流动速率测量不确定度来源主要是测量重复性、温度、负荷、口模内径、切样时间以及样条称量,其中样条称量对测试结果的影响较大。当被测熔料有效段中有气泡时，结果也会偏小。
熔体流动速率的测定
实验目的
了解聚乳酸料熔体流动指数与分子量大小及其分布的关系。
熟悉测定聚合物材料熔体流动指数的原理及操作。
实验原理
聚乳酸材料熔体流动速率（MFR）是指在一定温度和负荷下，聚合物材料熔体每10分钟通过标准口模的质量（g/10min）。
熔体流动速率是衡量聚合物材料熔体流动性的一个重要指标。其测试仪器称为熔体流动速率测试仪。