实验四 熔融指数的测定

1、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

2、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

3、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

4、工时间等都有实际的指导意 义。三、主要仪器设备及原料1、主要仪器：熔体流动速率仪（MFI-1221）1）主机一台（含料筒1个）2）附件箱一基础砝码325g 1套；加料顶杆1个；料筒清洗杆1个；口模A 1 个；口模清洗棒A 1个；刮刀1个；水平仪1个；导向套1个； 扳手一个；装料漏斗1个；小、镜子一个；配重砝码；3A保险管2个； 触摸笔1个3）附件箱二600g砝码1个；875g砝码1个；960g砝码1个：】000g砝码1 个；1200g砝码1个；1640g砝码1个：2500g砝码2个；5000g砝码2 个；电源线1根2、主要原料：所用聚合物为聚乙烯2480四、操作方法和实验步骤1、熟悉仪器，并检

5、查仪器是否水平，料筒、压料杆、口模是否清洁。2、备好样品试样的形状可以是粒状、片状、薄膜、碎片等，也可以是粉状。当测试数据出现 严重的无规则的离散现象时，应考虑式样性质的不稳定因素而需掺入稳定剂（特 别是粉料）。（1）称料 根据试样，预计熔体流动速率，按表称取试样。称取聚乙烯3-4g。（2）试样条件的选择查表选择好试验条件。3、开始试验（1）打开电源，设置温度190 C、切样时间间隔60s、切割次数4次、试验负荷 5 kg，点击“控温”按钮，系统开始升温，进入到控温界面，同时屏幕左下角计 时部分将显示控温时间。在采样温度到达恒温温度土0.02 C之间4min后，屏幕 左下角出现“恒温时间”的字

6、样并显示恒温计时，此时嗡鸣器发出提示信号，恒 温15min后可加料实验。（2）将准备好的样品用漏斗装入料筒，并手持活塞压实样料，此过程在1 min内 完成，保证熔体中没有气泡。（3）等待四分钟后，温度应恢复到选定的温度，把选定的负荷加到活塞上。5kg砝码组合：活塞+砝码托盘+砝码盖0.325Kg0.875kg0.960kg1.200kg1.640kg（4）预切，当活塞杆的下刻线与导向套齐平时，点击“测量”按钮，系统开始 测量，在测量过程中界面上将显示计时、当前切料次数。（5）测试结束后迅速把余料和口模压出，取下砝码，趁热迅速清洁口模，并用 纱布清洁料筒内膛。（6）切段冷却后，称量质量，计算每段

7、平均质量m。（7）点击查看，输入每段平均质量m，得MFR五、数据的处理用公式（1）计算熔体质量流动速率（MFR）值，单位为g/10min：MFR （0, mnom）= tref m/t（1）式中：0试验温度，C；mnom 一标称负荷，kg；m切段的平均质量，g；t一切样时间间隔，s；tref一参比时间（10min），s（600s）。试样聚乙烯2480质量质量平均值误差MFR六、注意事项1、用加料漏斗进行加料，尽量不与料筒相碰，以免发烫，边加料边振动漏斗使 料快速漏下。2、装料、安装活塞、压料要快速进行，否则，试料全熔化后难以排出气泡。3、更换或加载砝码时必须带上手套。4、确认试验结果后，仪器依

8、然恒温，试验员可连续试验。5、测定完毕.应将料简、口模、活塞趁热清理干净，但此时一定要注意不要烫 伤。七、思考题1、聚合物的熔体流动速率与分子量有什么关系？熔体流动速率值在结构不同的 聚合物之间能否进行比较？2、即使测试条件相同，对不同的高聚物其MFR的大小也不能预测实际加工过程 中的流动性，为什么？假设PE和PS在相同的测试条件下测得相同的MFR值，如 在与测试时相同的温度下进行较高速率的注射加工，则其表观粘度哪个更高，为 什么？附：1、试样（粒状、条状、片状、模压料块等）在测试前根据塑料种类要求去湿烘十处理。根据试样的预计熔体速率按表（a）称取试样。表a试样加入量与切样时间间隔熔体速率试样

9、加入量切割时间(g/lOmin )(g )(s )0. 1 0. 53 120 、 2400. 5、L 03 160 1201. 0 3. 51 530 603. 5 106 810 7 3010、256 85、102、试验条件表b试验条件序号标准曰模内径mm试验温度C口模系数 g nun负荷kg11. 180190116. 62. 16022. 095190700. 32532. 0951904612. 16042. 09519010735.00052. 095190214610. 00062. 095190463521. 600y2. 09520010735.00082. 095200214610. 00092. 0952202146