为什么熔体流动测试不是普遍的

虽然熔体流速试验或MFR试验非常有用,但它不广泛适用。主要是,测试的目的是记录分子量的变化。结果可以通过各种因素难以解释。第一因子包括不会通过链易分解的聚合物。链群是聚合物链变短的化学反应。

影响MRF测试结果解释的因素的例子

聚氯乙烯

一个很好的例子是pvc。PVC中的降解从称为脱羟氯化的过程开始,用于氯化氢损失的引人注目术语。当氢和氯原子从聚合物主链脱离时,产生双键,这导致颜色的变化。然而,在氯化氢的损失前进至相当程度之前,触发链裂化的氧化可能不会开始。因此,聚合物可能经历了大量的改变,而不提供分子量减少的任何迹象。

第二个挑战来自于可以同时增加和减少聚合物分子量的竞争反应。像聚酯和尼龙这样的聚合物会经历一系列复杂的反应,从而导致这种行为。

PBT聚酯

相关图表代表了两种不同的PBT聚酯在熔体状态下随时间的比较。在恒定剪切速率下,利用毛细管流变仪定期测量材料的熔体粘度。亚博网站下载其中一种材料表现出优异亚博网站下载的稳定性,在测试过程中粘度变化非常小。然而,其他材料首先经历粘度的快速下降,这是链断裂的特征,然后粘度增加,归因于氧化促进的交联过程,导致聚合物链的初始降解。

MFR测试沿着该时间轴从不同点获得的样品进行的样品将产生极其不同的聚合物条件的印象。在评价中以20-25分钟拍摄的样品将表现出主要的聚合物降解,在40分钟的样品下表现出任何变化,并且在55分钟似乎拍摄的样品似乎表明分子量仍然增加了在这种情况下从材料中成型将非常脆。

冲击性改进材料亚博网站下载

甚至抗冲改性的材料也可以出于同样的原因给出亚博网站下载可比的效果。两种EPDM橡胶和丁二烯橡胶一般用作抗冲改性剂。这两种材料在经受增加的温度时亚博网站下载可以经历交联。事实上,这可以在加工过程中减少这些材料的MFR,一种在诸如PPE / HIPS共混物,亚博网站下载ABS和冲击改性尼龙的材料中经常看到的行为。

材料对处理的响应可以通过其他组分(例如阻燃剂)进一步复杂化。通常,如果化合物中有更多的成分,则更难以轻松地解释MFR测试结果。

填充物的影响

填料的影响就是这一原理的一个很好的例子。填料倾向于增加聚合物的熔体粘度,而不是在加工温度下熔化。这种增加在任何剪切速率下都可以检测到;然而,在低剪切速率下,由于纤维或填料颗粒缺乏取向,其流动阻力越来越大,这一点更加明显。yabo214当填料存在时,比较零件和球团的MFR结果的问题与工艺对填料完整性的影响有关。对于玻璃纤维这样的增强材料尤其如此。

众所周知,处理可以减少聚合物链的长度,这是在进行模塑部件和相关原料的MFR试验时的主要感兴趣区域。亚博网站下载然而,如注射成型的高剪切工艺也降低了纤维的长度,并且这种降低也有助于MFR测量的变化。每当MFR测试在填充玻璃材料上进行时,测量是来自聚合物和纤维的响应的组合。亚博网站下载随着纤维含量的增加,来自该成分的贡献也变得更加重要。

减少纤维长度

在成型期间,通常纤维长度的降低通常为50%。与原始原料中的较长纤维相比,这些较短的纤维通过MFR测试仪更容易流动。因此,讨论的40%规则不能应用于填充材料。亚博网站下载在人们可以担心聚合物降解之前,即使在10%的玻璃纤维上,MFR的增加可能达到高达75%。允许的MFR增加可能在30%玻璃含量达到200%时达到高达200%。这些标准与用于评估未填充材料的40%值之间的变化是制定的,以便为典型的纤维长度降低对熔体粘度的影响进行津贴。亚博网站下载当使用长玻璃纤维时,模糊性变得更大,而诸如滑石的颗粒填料可能会引入从未填充的产品的较小方差。

优选地,MFR测试没有填充材料;亚博网站下载相反,使用基于溶液的测量,通过将聚合物溶解在溶剂中并消除填料,使得仅考虑聚合物。然而,可以轻松地访问和执行MFR测试,这些填充材料的许多供应商仍用MFR作为其质量控制参数,以平均分子量。亚博网站下载因此,具有在填充材料的MFR上实现纤维长度减小的方法是有用的。

缩醛,这些天更广泛称为POM,构成了不同的问题。通常,MFR用于区分该材料的等级。然而,已经证明了MFR试验对检测POM /乙缩醛中的过程诱导的聚合物的降解没有有助于。实际上,诸如凝胶渗透色谱(GPC)之类的更高级方法甚至诸如凝胶渗透色谱(GPC)的方法不经常表现出该聚合物的分子量(MW)的任何可测量的变化。

这是由于缩醛的MW降低的速率在加工条件下如此快速地开始,即开始解压缩的任何聚合物链达到如此低的MW,即它们不再影响聚合物的熔体粘度。降解的缩醛不具有相当大量的中间链长度。尽管存在不同的分析方法,但可以检测POM中的降解,常见的MW测定,例如溶液粘度,MFR和GPC是无效的。

然而,在固态中发生的缩醛的降解非常缓慢地发生以产生相当大量的中间链长度。一个优秀的例子是持续暴露于热水的情况下,特别是如果水性环境略微酸性。在这种情况下,平均MW的减小是充分速度的,以形成MFR测试旨在检测的低MW分量的类型。在一个案例中,缩醛均聚物显示出在90℃下在水中浸没在水中1000小时的零件的100%增加100%。

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引用

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  • 美国心理学协会

    Dynisco。(2021年2月3日)。为什么熔体流动测试不是通用的。AZoM。于2021年6月22日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=18007检索。

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    Dynisco。“为什么熔体流动试验不是通用的”。氮杂.2021年6月22日。< //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=18007 >。

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  • 哈佛大学

    Dynisco。2021。为什么熔体流动测试不是普遍的.Azom,浏览2021年6月22日,//www.washintong.com/article.aspx?articled=18007。

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