塑料降解与MFI测试教材课件

1、Snowden H.F. Wei 2004-02-28定义:熔融流动指数是指热塑性塑料在一定的温度和负荷下, 熔体每10分钟通过标准口模的量.相关测试标准: ASTM D-1238 ISO 1133GB 3682-83 JIS K7210DIN 53735 BS 2782目的:1. 热塑性塑料进料品质控制;2. 塑件产品工程选材分析;3. 制程注塑条件设定参考;4. 塑料生产制程降解度分析评估.MFI 测试的几大要素:1.温度2.荷载3.预热时间4. 材料MFI 测试需求的资料:1.材料名称2.材料规格3.生产厂商4. 材料相关性能资料MFI 与注塑成型的关系1. MFI 值过高可能导至制品溢

2、边现象2. MFI 值过低可能导至制品填充不足现象3. MFI 值过低可能导至制品皱招及麻面现象4. MFI 值过低调整注塑成型条件可能导至材料降解度偏高1. MFI 值过高可能导至制品喷流痕现象塑料降解:塑料降解一词是指高分子聚合物达到其生命周期终结时，聚合物分子量下降，材料物性下降，材料表现为发脆、碎裂、丧失力学强度等。塑料降解一般有以下几种方式: 光降解、光生物降解、全生物降解、氧化降解、热降解、环境降解等。塑料简介:塑胶材料是由许许多多的卷曲的高分子链彼此相互缠绕在一起而成的,当高分子受力的时候,卷曲的高分子被拉升,使其具有金属无法比拟的伸长率;由于高分子长链相互缠绕在一起,分子链间有

3、较大的作用力,使得塑料具有较高的机械性能且在熔融状态下具有较大的熔体粘度.HDPEPS注射成型、染色造粒及样品回收粉碎等过程中,塑胶材料受高温条件影响，分子键之间的作用力减小，在螺杆高速旋转及高压推进的过程中遇狭隙流道，部分分子键被剪切破坏至使分子量下降，造成塑料降解。塑料每经过一道热加工工序均会产生降解现象塑料降解与注塑成型:塑料降解与注塑成型:Degradation 降解TemperatureTime 时间How is heat added to the polymer外热如何作用于塑料Electrical Heat: 电加热Heater Bands 加热带Mechanical Heat

4、机械热Screw Speed 螺杆速度Back Pressure 背压Injection Pressure / Speed 注射速度/压力Adding Heat Increases Space 外热提供空间Between Molecular Chains 在分子链之间Raise Temperature of PolymerTGLocked 固态EntanglementsStiff Flow难于流动Easier Flow 较易流动塑料降解与注塑成型:塑料降解与MFI :塑料在注塑成型过程中受剪切力影响造成分子量减小，同时分子键之间相互缠绕的作用力也相应减小，机械强度相应降低，其本身具有的熔融状态

5、下的高熔体粘度特性也相应降低，即：材料流动性能（MFI）增高。塑料经过注塑成型加工产生降解，其制品的机械强度与熔融流动性能成反比发展！通过MFI 了解塑料降解:降解率（%）= （成型后样品MFI 成型前原材料MFI）/ 成型前原材料MFI * 100%注意：1. 成型前原材料必须系被评估样品同一制程中使用的同一批次（供应商生产批次）材料;2. 被评估之样品在作材料破碎时要尽可能减小对材料分子结构的破坏;3. 被评估之样品不可与其它化学试剂或有机溶剂接触.塑料降解对制品的影响:外观：1. 颜色相对变黄、变暗、变灰；2. 表面光泽度降低；3. 情况严重时会的裂纹现象；4. 透明材料透明度降低；塑料

6、降解对制品的影响:性能：1. 抗冲击强度降低影响制品承受处来冲击力的能力2. 延伸性能降低影响超声螺母、自功螺丝以及紧密配合卡位等装配性能3. 卡钩等弹性部位弹性模量降低影响制品使用寿命4. 导光部件导光率降低影响制品光学效应5. 塑料降解影响产品环境适应能力降低5. 塑料降解影响产品阻燃及电器安全性能注塑成型与塑料降解:Melt Temperature 熔融温度Mold Temperature 模具温度Temperature Profiles 温度曲线Residence Time 停留时间Injection Speed 注射速度Injection Pressure 注射压力Pack Pres

7、sure 保压Clamp Tonnage 锁模力Cushion 缓冲料垫重要加工参数100010010100100010000ApparentViscosity(Pa/s)Shear Rate (1/s)注射速度表观粘度剪切速率注射速度影响熔体粘度注塑成型与塑料降解:Degradation 降解TemperatureTime 时间Electrical Heat: 电加热Heater Bands 加热带Mechanical Heat 机械热Screw Speed 螺杆速度Back Pressure 背压Injection Pressure / Speed 注射速度/压力注塑成型与塑料降解:熔融温度35302520151050.030.060.090.120.150.180.210.240Wall Thickness in Inches壁厚(In)MeltFlow(in.)LEXAN?101550 deg F.101 600 deg. FIncreased Melt Temperature yields increased Flow.提高熔融温度导致增加流动However, Too High a Melt Temperat