實(shí)驗(yàn)1熔體流動(dòng)速率

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1、實(shí)驗(yàn)一聚合物熔體流動(dòng)速率的測(cè)定在塑料加工中，熔體流動(dòng)速率是用來衡量塑料熔體流動(dòng)性的一個(gè)重要指標(biāo)。通過測(cè)定塑料的流動(dòng)速率，可以研究聚合物的結(jié)構(gòu)因素。此法簡(jiǎn)單易行，對(duì)材料的選擇和成型工藝條件的確定有其重要的實(shí)用價(jià)值，工業(yè)生產(chǎn)中采用十分廣泛。但該方法也有局限性，不同品種的高聚物之間不能用其熔融指數(shù)值比較其測(cè)定結(jié)果，不能直接用于實(shí)際加工過程中的高切變速率下的計(jì)算，只能作為參考數(shù)據(jù)。此種儀器測(cè)得的流動(dòng)性能指標(biāo)，是在低剪切速率下測(cè)得的，不存在廣泛的應(yīng)力應(yīng)變速率關(guān)系，因而不能用來研究塑料熔體粘度和溫度，粘度與剪切速率的依賴關(guān)系，僅能比較相同結(jié)構(gòu)聚合物分子量或熔體粘度的相對(duì)數(shù)值。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．了

2、解熱塑性塑料在粘流態(tài)時(shí)粘性流動(dòng)的規(guī)律。2．熔體速率儀的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：所謂熔體流動(dòng)速率（MFR）是指熱塑性塑料熔體在一定的溫度、壓力下，在10分鐘內(nèi)通過標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的質(zhì)量，單位：g/10min。對(duì)于同種高聚物，可用熔體流動(dòng)速率來比較其分子量的大小，并可作為生產(chǎn)指標(biāo)。一般來講，同一類的高聚物（化學(xué)結(jié)構(gòu)相同）若熔體流動(dòng)速率變小，則其分子量增大，機(jī)械強(qiáng)度較高；但其流動(dòng)性變差，加工性能低；熔體流動(dòng)速率變大，則分子量減小，強(qiáng)度有所下降，但流動(dòng)性變好。研究流動(dòng)曲線的特性表明，在很低的剪切速率下，聚合物熔體的流動(dòng)行為是服從牛頓定律的，其粘度不依賴于剪切速率，通常把這種粘度稱為最大牛頓粘度或0

3、剪切粘度η0，它是利用η＝f（S）關(guān)系，從很小的剪切應(yīng)力（S）外推到零求得的。根據(jù)布契理論，線形聚合物的零剪切粘度與大于臨界分子量的重均分子量()的關(guān)系式為，式中K是依賴于聚合物類型及測(cè)定溫度的常數(shù)。許多研究表明，對(duì)于分子量分布較窄或分級(jí)的高密度聚乙烯，是遵守3.4次方規(guī)則的。但在分子量分布寬時(shí)，M的指數(shù)有所增大。如果使指數(shù)保持為3.4，則需用某種平均分子量（）代替重均分子量，其關(guān)系式為：----------------------------------------（l）7式中，。當(dāng)分子量分布窄時(shí)，接近；當(dāng)分子量分布寬時(shí)，接近Z均分子量。在實(shí)際應(yīng)用中，不是用零剪切粘度評(píng)定分子量，而

4、是用低剪切速率的熔體流動(dòng)速度（習(xí)慣上叫熔融指數(shù)）評(píng)定的。經(jīng)研究，熔融指數(shù)與重均分子量的關(guān)系如下：--------------------------（2）但由于熔融指數(shù)不只是分子量的函數(shù)，也受分子量分布及支鏈的影響，所以在使用這一公式時(shí)應(yīng)予注意。按照ASTM規(guī)定，聚乙烯的熔融指數(shù)是在190℃，負(fù)載2.16公斤下，熔體在10分鐘內(nèi)通過標(biāo)準(zhǔn)口型（φ2.095×8mm）的重量，單位為g/10min。三、儀器與試劑：ZRZ-400型熔體流動(dòng)速率實(shí)驗(yàn)機(jī)，該儀器由料筒、活塞桿、口模、控溫系統(tǒng)、負(fù)荷、自動(dòng)測(cè)試機(jī)構(gòu)及自動(dòng)切割等部分組成，其爐筒示意圖及控制面板分別如圖1和圖2所示。樣品:聚乙烯粒料。圖

5、1熔體流動(dòng)速率實(shí)驗(yàn)機(jī)爐筒示意圖7圖2ZRZ400控制面板四、實(shí)驗(yàn)條件：測(cè)定不同結(jié)構(gòu)的塑料的熔體流動(dòng)速率，所選擇的溫度、負(fù)荷、試料用量、切割時(shí)間等各不相同，其規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)見表1和表2。表1有關(guān)塑料試驗(yàn)條件按表1序號(hào)選用。PE1，2，3，4，6POM3PS5，7，11，137ABS7，9PP12，14PC16PA150，1丙烯酸酯8，11，13纖維素酯2，3共聚、共混和改性等類型的塑料可參照上述分類試驗(yàn)條件選用。表2試樣加入時(shí)用活塞壓緊，并在1min內(nèi)加完，根據(jù)選用的試驗(yàn)條件加負(fù)荷。注：如果MFR＞10時(shí)，這種情況下預(yù)熱期間可不加負(fù)荷或加較小負(fù)荷。實(shí)驗(yàn)條件中的負(fù)荷是砝碼與料桿組件的質(zhì)量之和。

6、砝碼的質(zhì)量和試驗(yàn)負(fù)荷的配用如表3所示：表3試驗(yàn)負(fù)荷配用表砝碼組合（g）325T型砝碼+料桿組件1200325+8752160325+875+9603800325+875+960+16405000325+875+960+1640+120010000**325+875+960+1640+1200+2500+250012500**325+875+960+1640+1200+2500+2500+250021600**325+875+960+1640+1200+2500+2500+2500+2500+2500+2500+1600*料桿組件的質(zhì)量中，不包括定位套的質(zhì)量。**該負(fù)荷需另加配砝碼。五

7、、實(shí)驗(yàn)步驟（一）熔體流動(dòng)速率的測(cè)定：本臺(tái)儀器上既可測(cè)試通過標(biāo)準(zhǔn)口模毛細(xì)管的熔體質(zhì)量（質(zhì)量法），也可測(cè)試通過標(biāo)準(zhǔn)口模毛細(xì)管的熔融體積（體積法），7我們主要學(xué)習(xí)質(zhì)量法測(cè)定熔體流動(dòng)速率（MFR）。1．將儀器調(diào)至水平。2．開機(jī)(按下左側(cè)電源開關(guān))。3．選擇實(shí)驗(yàn)條件：實(shí)驗(yàn)用樣品是聚乙烯粒料，根據(jù)表1和表2可選用序號(hào)為3的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件，即實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)為190℃，負(fù)荷為2160g。由試樣的預(yù)計(jì)熔體流動(dòng)速率，確定試樣加入量約為5g，切割時(shí)間設(shè)為60s。4．實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：在控