塑料的熔融指数测定
实验四 熔融指数的测定
实验四热塑性塑料熔融指数的测定一、实验目的1、测定聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性聚合物的熔融指数。
2、了解热塑性塑料熔体流动速率与加工性能之间的关系。
3、掌握热塑性塑料熔体流动速率的测定方法，学习使用MFI-1221熔体流动速率仪。
4、掌握熔体质量流动速率计算方法。
二、实验原理大多数热塑性塑料都可以用它的熔体流动速率来表示它的流动性。
熔体流动速率（MFR）是指热塑性高聚物在规定的温度、压力条件下，熔体在10min内通过标准毛细管的质量值，其单位是g/10min，习惯用熔融指数（MI）表示，又称为熔融流动指数（MFI）。
对于同一种聚合物，在相同的条件下，流出的量越大，MI越大，说明其流动性越好。
对于不同的聚合物来说，由于测试时所规定的条件不同，因此，不能用熔融指数的大小来比较它们的流动性。
同时，对于同一种高聚物来说还可用MI来比较其相对分子质量的大小。
MI越小，其相对分子质量越高；反之MI越大，其相对分子质量越小，说明它的流动性越好。
因此，一般来说，分子量越大，分子链越长，支链越多，熔融指数越小，加工性越差，但生产出来的聚合物产品应用性能如断裂强度、硬度、韧性、缺口冲击、耐老化稳定性等就越好。
反之，分子量小、分子链越短，支链越小，熔融指数越大，加工性越好，但是生产出来的产品应用性能就相应较差。
在塑料加工成型中，对塑料的流动性常有一定的要求。
如压制大型或形状复杂的制品时，需要塑料有较大的流动性。
如果塑料的流动性太小，常会使塑料在模腔内填塞不紧，从而使制品质量下降，甚至成为废品。
而流动性太大时，会使塑料溢出模外，造成上下模面发生不必要的黏合或使导合部件发生阻塞，给脱模和整理工作造成困难，同时还会影响制品尺寸的精度。
所以聚合物生产要在加工性能和应用性能间找到平衡，根据产品的特点，发现最佳参数。
用MI表征高聚物熔体的黏度，作为流动物性指标已在国内外广泛采用。
由此可见，高聚物流动性的好坏，与加工性能关系非常密切，是成型加工时必须考虑的一个很重要的因素，不同用途、不同加工方法对高聚物MI值有不同的要求，对选择加工工艺参数如加工温度、螺杆转速、加工时间等都有实际的指导意义。
第三章 熔融指数测定
第三章熔融指数测定目录CONTENTS Part 1 基本概念Part 2 测试原理Part 3 仪器简介Part 4 科学研究Part 1 基本概念1.1丨熔融指数熔融指数（或熔体流动指数， Melt Flow Index，MFI），指热塑性高分子材料在一定的温度和压力下，每10min通过标准口模的质量或体积。
前者被称为熔体质量流动速率（g/10min）；后者被称为熔体体积流动速率（cm3/10min）。
◆是一种表示热塑性高分子材料加工时的流动性的数值。
其值越大，表示该塑胶材料的加工流动性越佳，反之则越差。
◆是度量聚合物熔体在较低剪切速率下流变性质的一种重要手段，高分子加工中重要参数。
◆广泛应用于塑料生产、塑料制品、石油化工等行业及有关大专院校、科研单位、商检部门。
挤出成型又称为挤塑，挤出机加工中利用液压机压力于模具本身的挤出称压出。
是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。
在一定温度下，通过螺杆搅拌完全熔融的塑料材料，用高压射入模腔，经冷却固化后，得到成型品的方法。
该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。
吹塑过程开始于将塑料熔化并将其形成型坯，或者在注射和注射拉伸吹塑预成型件的情况下。
型坯是管状的塑料件，一端有一个孔，压缩空气可以通过该孔。
是利用气体压力使闭合于模具中的热塑性塑料吹胀成中空制品的成型方法，用于制造中空制品。
然后将型坯夹紧到模具中，并将空气吹入其中。
然后将空气压力推出塑料以匹配模具。
一旦塑料冷却和硬化，模具打开并且部件被弹出。
熔融指数会影响高分子产品加工中哪些性能，如何影响的呢？ 思考题◆加工稳定性 ◆粉料分散性◆制品质量聚合物是由许多单个的高分子链聚集而成，因而其结构有两方面的含义：（1）单个高分子链的结构；（2）许多高分子链聚在一起表现出来的聚集态结构。
可分为以下几个层次：丨高分子的结构一级结构近程结构结构单元的化学组成、连接顺序、立体构型，以及支化、交联等二级结构远程结构高分子链的形态（构象）以及高分子的大小（分子量）链结构聚集态结构三级结构晶态、非晶态、取向态、液晶态及织态等。
塑料粒子熔融指数标准
塑料粒子熔融指数标准
塑料粒子熔融指数（Melt Flow Index，简称MFI）是塑料加工过程中一个重要的物理性能参数。
它反映了塑料在一定的温度和压力下，通过标准孔径的流量。
MFI值的测量有助于预测塑料的加工性能。
MFI值的标准测量方法是利用一定质量的塑料颗粒，将其加入到加热的圆柱筒内，然后加固定的负荷在样本上并施加定压力。
样本熔融后在一定时间内从标准孔径流出的质量就是MFI值。
通常该值用g/10min表示，即每10分钟的质量流量。
根据不同材料的特性和应用，国内外制定了一些MFI值的标准。
以下是目前中国塑料品种的MFI值标准。
一、聚烯烃
聚乙烯（PE）
GB/T 3682-2018规定了聚乙烯的MFI值范围和分类。
PE根据MFI值的不同分成A、B、C、D、E、F六个等级：
A级：MFI值大于等于1900g/10min
二、工程塑料
ABS塑料
聚碳酸酯（PC）
PA6和PA66
GB/T 2941-2018和GB/T 2942-2018规定了PA6和PA66的MFI值范围。
PA6的MFI值在2.0~50.0g/10min之间。
塑料原料的熔指MFR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。
熔融指数仪的测试方法
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。
塑料熔融指数的测定标准
塑料熔融指数（Melt Flow Index，MFI）是衡量塑料熔融流动性的一个重要指标，常用 于塑料的质量控制和品质评估。以下是一些常见的塑料熔融指数测定标准的要点：
1. ISO 1133: 这是国际标准化组织（ISO）发布的塑料熔融指数测定标准。该标准规定了 使用熔融流动速率仪（Melt Flow Rate Tester）测定塑料熔融指数的方法和条件。
2. ASTM D1238: 这是美国材料和试验协会（ASTM）发布的塑料熔融指数测定标准。该 标准也规定了使用熔融流动速率仪测定塑料熔融指数的方法和条件。
塑料熔融指数的测定标准
3. GB/T 3682: 这是中国国家标准化管理委员会发布的塑料熔融指数测定标准。该标准类似 于ISO 1133和ASTM D1238，规定了使用熔融流动速率仪测定塑料熔融指数的方法和条件。
如果您需要进行塑料熔融指数测定，建议参考相关的国际、国家或地区标准，以确保测试的 准确性和可比性。
这些标准通常规定了测定塑料熔融指数的试样制备、测试温度、负荷和时间等关键参数。测 定过程中需要使用专用的熔融流动速率仪设备，通过测量塑料在特定条件下的熔融流动速率来 计算熔融指数。
需要注意的是，不同类型的塑料可能有不同的熔融指数测定标准，因此在选择和执行测定标 准时，应根据具体的塑料材料和应需求来确定适用的标准。
熔融指数的测定
塑料熔融指数的测定也称熔体流动指数（MI），是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。
它是美国量测标准协会 (ASTM) 根据美国杜邦公司 (DuPont) 惯用的鉴定塑料特性的方法制定而成，其测试方法是：先让塑料粒在一定时间（ 10 分钟）内、一定温度及压力（各种材料标准不同）下，融化成塑料流体，然后通过一直径为 2.1mm 圆管所流出的克（ g ）数。
其值越大，表示该塑胶材料的加工流动性越佳，反之则越差。
最常使用的测试标准是 ASTM D 1238 ，该测试标准的量测仪器是熔体流动速率仪 (MeltIndexer) 。
单位： g/10min以聚乙烯为例，测试的具体操作过程是：LDR-33熔体流动速率仪升温致190℃并恒温20分钟，将待测PE原料3-4克装入LDR-33熔体流动速率仪中（槽末接有细管，细管直径为 2.095mm ，管长为 8mm ）。
原料上端藉由活塞施加2.16公斤向下压挤流出，待下测量线到槽口时按开始，仪器会自动切取，量测该原料在 10 分钟内所被挤出的重量，即为该塑料的流动指数。
有时您会看到这样的表示法： MI 12.3g/10min ，它表示在 10 分钟内该塑料被挤出 25 克。
一般常用塑料的 MI 值大约介于 1~25 之间。
MI 愈大，代表该塑料原料粘度愈小及分子重量愈小，反之则代表该塑料粘度愈大及分子重量愈大。
除了熔体质量流动速率（ MFR ），还可以用熔体体积流动速率（ MVR ）来进行测定。
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 。
熔体流动速率可表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对保证热塑性塑料及其制品的质量，对调整生产工艺，都有重要的指导意义。
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。
熔融指数测试
熔融指数（Melt Flow Rate，MFR，MI，MVR），熔融指数仪Melt flow rate tester熔融指数，全称熔液流动指数，或熔体流动指数，是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。
它是美国量测标准协会(ASTM)根据美国杜邦公司(DuPont)惯用的鉴定塑料特性的方法制定而成，其测试方法是：先让塑料粒在一定时间（10分钟）内、一定温度及压力（各种材料标准不同）下，融化成塑料流体，然后通过一直径为2.1mm圆管所流出的克（g）数。
其值越大，表示该塑胶材料的加工流动性越佳，反之则越差。
最常使用的测试标准是ASTM D1238，该测试标准的量测仪器是熔液指数计(MeltIndexer)。
单位：g/10min。
测试的具体操作过程是：将待测高分子（塑料）原料置入小槽中，槽末接有细管，细管直径为2.095mm，管长为8mm。
加热至某温度（常为190度）后，原料上端藉由活塞施加某一定重量向下压挤，量测该原料在10分钟内所被挤出的重量，即为该塑料的流动指数。
有时您会看到这样的表示法：MI25g/10min，它表示在10分钟内该塑料被挤出25克。
一般常用塑料的MI值大约介于1~25之间。
MI愈大，代表该塑料原料粘度愈小及分子重量愈小，反之则代表该塑料粘度愈大及分子重量愈大。
除了熔体质量流动速率（MFR），还可以用熔体体积流动速率（MVR）来进行测定。
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。
熔体流动速率可表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对保证热塑性塑料及其制品的质量，对调整生产工艺，都有重要的指导意义。
其数值越大,代表该原料粘度越小及分子重量越小,反之则代表该塑料粘度越大及分子重量越大。
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。
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塑料的熔融指数测定 Prepared on 22 November 2020
塑料的熔融指数测定熔融指数的定义是热塑性树脂试样在一定温度、恒定压力下，熔体在10min内流经标准毛细管的质量值，单位是g /10min，通常用MI来表示熔融指数。
一、实验目的
1) 掌握XRZ-400-1型熔融指数测试仪的使用方法。
2) 了解熔融指数的意义及与塑料加工性能之间的关系。
二、实验原理：
线性高聚物在一定温度与压力的作用下具有流动性，这是高聚物加工成型的依据，如许多塑料可以压模、吹塑、注射等进行加工成型，合成纤维可以进行熔融纺丝，因此高聚物的流动性的好坏是成型加工时必须考虑的一个很重要的因素。
流动性好的高聚物在成型加工时温度可以选得低一些，或者是外力可以选得小一点。
相反对流动性差得高聚物成型加工的温度应该高一些，或者是外力应该大一点。
衡量高聚物流动性好坏的指标有多种，如熔融指数，表观粘度、流动度，这里只介绍熔融指数。
熔融指数是在标准的熔融指数仪中测定的。
先把一定量高聚物放入按规定温度的料筒中，使之全部熔融，然后在按规定的负荷下它从固定直径的小孔中流出来，并规定用10分钟内流出来的高聚物的重量克数作为它的熔融指数。
在相同条件下（同一种聚合物、同温度、同负荷），熔融指数越大，说明它的流动性越好，相反熔融指数越小，则流动性越差。
不同用途和不同的加工方法，对高聚物的熔融指数有不同的要求，一般情况下注射成型用的高聚物熔融指数较高。
但是通常测定的【MI】不能说明注射或挤出成型的聚合物的实际流动性能，因为在荷重2160克的条件下，熔体的剪切速率约10－2～10秒－1范
围，属于低剪切速率下流动远比注射或挤出成型加工中通常的剪切速率（102～104秒－1）范围为低。
由于熔融指数测定仪具有简单，方法简便的优点，用【MI】能方便的表示聚合物流动性的高低，所以对于成型加工中材料的选择和使用性有参考的使用价值。
三、实验设备及试样：
设备：XRZ-400-1型熔融指数测试仪(附示意图)；
该仪器由试料挤出系统河加热控制系统两个部分组成。
试料挤出系统包括砝码、料筒、压料杆、毛细管组成。
加热控制系统炉体、控温定值电桥、相敏放大器。
可控硅及触发电路组成。
熔融指数测试仪结构图
试样：聚丙烯粒料。
四、实验步骤：
1、合闸、开启电源，指示灯亮，表示仪器通电，电流表给出加热炉的电流，说明炉子
在加热。
2、控温定值：所控温度的数值由精密多圈电位器来选定，本仪器按每两圈100°C的变
化率设计的（即每二格代表1°C已调好460格即230°C同学们不要再调了）。
3、称料：称聚丙稀试样4g。
4、料筒予热：当温度达到规定值后，再恒温10分钟，然后将料筒、毛细筒放入炉体中
予热10分钟，若毛细管脱落，可用手柄转料筒用针拨毛细筒对准安好。
5、装料：放好漏斗，往料筒中装入称好的试样，将压料杆插入料筒，将料压实（用手
压不要太使劲，不准压料杆向上提）。
固定好导套，开始用秒表记时。
6、取样：秒表计时5分钟时，即保温完毕，压料杆顶部装上选定的负荷码2160g，试
样从毛细管挤出，切去料头15厘米左右，每间隔分钟切取一段，共5个切割段（含有气泡的太长的或太短的应弃去）。
7、清洗：测定完了，余料趁热挤出。
取出料筒，推出毛细管和压料杆镲净，将清料杆
按上手柄，挂上清洗布，边推边旋转，直到料筒内清洁光亮为止。
8、称重、计量：取5个无气泡的切割段分别称重到毫克、最大值与最小值之差不超过
平均值的10％，按下式计算熔融指数MI。
（克/10分）
W：五个切割段平均重量（克）；
t：每个切段所需时间（秒）。
五、注意事项
1、装料、安放导套、压料都要迅速，否则料全部熔之后气泡难排出。
2、安放料筒毛细管或取出料筒时应小心，以防料筒掉落，清洗料筒毛细管时，用软料
擦拭以防擦伤筒壁。
3、操作过程中要戴上手套，以防烫手。
六、数据记录：
七、实验小结与问题讨论：
学生做完该实验后要对该实验作一小结。
内容包括做该实验的感想、实验过程中应注意的问题、对实验数据的分析及讨论等。
问题讨论：
1、有哪些因素影响聚合物（同一品种）熔融指数大或小
2、聚合物的熔融指数与相对分子质量有什么关系熔融指数值在结构不同的聚合物之间
能否进行比较。