實驗1熔體流動速率

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1、實驗一聚合物熔體流動速率的測定在塑料加工中，熔體流動速率是用來衡量塑料熔體流動性的一個重要指標(biāo)。通過測定塑料的流動速率，可以研究聚合物的結(jié)構(gòu)因素。此法簡單易行，對材料的選擇和成型工藝條件的確定有其重要的實用價值，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)值比較其測定結(jié)果，不能直接用于實際加工過程中的高切變速率下的計算，只能作為參考數(shù)據(jù)。此種儀器測得的流動性能指標(biāo)，是在低剪切速率下測得的，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數(shù)值。一、實驗?zāi)康模?．了

2、解熱塑性塑料在粘流態(tài)時粘性流動的規(guī)律。2．熔體速率儀的使用方法。二、實驗原理：所謂熔體流動速率（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。對于同種高聚物，可用熔體流動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）若熔體流動速率變小，則其分子量增大，機械強度較高；但其流動性變差，加工性能低；熔體流動速率變大，則分子量減小，強度有所下降，但流動性變好。研究流動曲線的特性表明，在很低的剪切速率下，聚合物熔體的流動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定溫度的常數(shù)。許多研究表明，對于分子量分布較窄或分級的高密度聚乙烯，是遵守3.4次方規(guī)則的。但在分子量分布寬時，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，接近；當(dāng)分子量分布寬時，接近Z均分子量。在實際應(yīng)用中，不是用零剪切粘度評定分子量，而

4、是用低剪切速率的熔體流動速度（習(xí)慣上叫熔融指數(shù)）評定的。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型熔體流動速率實驗機，該儀器由料筒、活塞桿、口模、控溫系統(tǒng)、負(fù)荷、自動測試機構(gòu)及自動切割等部分組成，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熔體流動速率實驗機爐筒示意圖7圖2ZRZ400控制面板四、實驗條件：測定不同結(jié)構(gòu)的塑料的熔體流動速率，所選擇的溫度、負(fù)荷、試料用量、切割時間等各不相同，其規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)見表1和表2。表1有關(guān)塑料試驗條件按表1序號選用。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條件選用。表2試樣加入時用活塞壓緊，并在1min內(nèi)加完，根據(jù)選用的試驗條件加負(fù)荷。注：如果MFR＞10時，這種情況下預(yù)熱期間可不加負(fù)荷或加較小負(fù)荷。實驗條件中的負(fù)荷是砝碼與料桿組件的質(zhì)量之和。

6、砝碼的質(zhì)量和試驗負(fù)荷的配用如表3所示：表3試驗負(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、、實驗步驟（一）熔體流動速率的測定：本臺儀器上既可測試通過標(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)量法測定熔體流動速率（MFR）。1．將儀器調(diào)至水平。2．開機(按下左側(cè)電源開關(guān))。3．選擇實驗條件：實驗用樣品是聚乙烯粒料，根據(jù)表1和表2可選用序號為3的標(biāo)準(zhǔn)實驗條件，即實驗溫度設(shè)為190℃，負(fù)荷為2160g。由試樣的預(yù)計熔體流動速率，確定試樣加入量約為5g，切割時間設(shè)為60s。4．實驗參數(shù)設(shè)置：在控