测量质量流量(MFR)和其他聚合物性质

在第一批仪器中,塑料模塑者,挤出者和混合者可能会考虑装备一个新的实验室是熔体流动指数或“熔体指数”。在更专业的术语中,该设备被称为挤出塑料计,长期以来一直被用于测定初塑性树脂和复合热塑性树脂的熔体流动速率或质量流动速率(MFR)。随着塑料加工者遵守质量管理质量标准的压力增加,他们中越来越多的人使用这些仪器来评估来料和测试成品。

在ASTM D1238和ISO 1133标准中详述的熔融流动试验迅速测量标准条件下的粘度曲线上的一个点。虽然该试验的相对简单性保持相同,但由于它们在20世纪50年代出现以来,熔体指数人员已经显而易见。计算机化和自动化具有减少的运算符到操作员变量,产生更高的准确性和可重复性的结果。

熔体索引器如何工作

熔融指数器由加热的筒和活塞组件组成,以含有树脂样品。将指定的负载(重量)施加到活塞上,并且通过特定尺寸的毛细管模具挤出熔化的聚合物。

Tinius Olsen.

图1.Tinius Olsen的模型MP600显示在程序A配置

由熔体流动指标确定的特性

在10分钟内挤出的挤出的树脂质量等于MFR以G / 10分钟为单位表达。(该值也通常称为熔体指数,MI或熔融流量指数MFI。)一些仪器还可以计算剪切速率,剪切应力和厘泊中的粘度。

熔体流动测试测量什么

熔体流动测试所测量的基本性质是在特定的剪切应力(与施加的载荷有关)和温度下聚合物的熔体粘度或流动阻力。较短的聚合物链和简单的几何形状“滑动”彼此相对容易,并提供很少的流动阻力。相反,高分子量的长链和更复杂的结构产生更大的流动阻力或粘度。

质量流量与其它性质的关系

因此,MFR是平均分子量的指标,与之成反比。MFR为50 g/ 10min的树脂比MFR为10 g/ 10min的树脂分子量更低。虽然MFR较高的材料可能更容易加工,但与分子量相关的物理性能,如抗冲击性,往往较低。

熔融分度炉的横截面。

图2.熔融分度炉的横截面。

质量流量或MFR和质量控制

因此,MFR通常用作处理器的材料验收规范,也是将树脂与来自不同供应商的树脂进行比较。它还具有许多在质量控制中的用途。不仅可以改变聚合和复合的变化,影响到进入树脂的MFR,但它也是由运输或储存条件或不当干燥引起的树脂降解的有价值指标。常规MFR测试成型或挤出后可以帮助确定不正确的加工条件。它还提供了一种简单的指标,即如何增加工厂再研磨或消费者后回收可能影响原始树脂的可加工性和最终使用性能。

案例研究 - 使用MFR进行质量控制

下面是一个关于如何使用这一信息的实际案例:一个注塑成型的聚碳酸酯零件被发现在掉落时出现裂纹。初始树脂的MFR为28.5 g/10min。从一个已知的“好”部分的样品被碾碎,并在一个熔体指数仪中测试。其MFR为27,在确定的耐受范围内(±30%)。但一个“问题”部分显示MFR为90。根据这一证据,人们发现“坏”批次含有大量在加工过程中被热降解的再磨。

ASTM 1238 vs ISO 1133

ASTM 1238和ISO 1133的测试方法“在技术上是等同的”,但有一些细微的差异。测试运行的方式是不同的,就像一些技术规范一样,这可能导致不同的结果。

测试程序A.

ASTM 1238和ISO 1133都提供了两种不同的标准熔体流动测试:程序A和程序b。程序A描述了一个基本的手动熔体指数仪。它包括在挤出模的特定测试负载和温度下,在特定的时间间隔内对挤出物进行“切割”。在分析天平上对“切割”进行称重,以确定平均质量,该值被推断为10分钟内挤压出的质量——MFR。

Tinius Olsen型号MP600显示在程序B配置

图3..Tinius Olsen型号MP600显示在程序B配置

EP600软件的设备设置屏幕app亚博体育的屏幕截图

图4..EP600软件的设备设置屏幕app亚博体育的屏幕截图

熔体指数测试负荷范围

测试负载范围从1.2到21.6公斤,允许测量从非常低到非常高粘度的材料(更粘的熔体需要更多的重量来迫使他们通过模具亚博网站下载)。所使用的负载和温度由材料和试验方法决定。

自动售货机融化器上的剪刀

今天的所有新熔体指数人员都提供了自动定时器,有些具有自动挤出刀具。虽然后者与一些塑料很好,但一些树脂熔体是粘性或难以操纵的,以获得清洁和在许多情况下,自动切割器不能匹配人类的手。

使用测试程序B计算MFR B.

程序B测试比较简单,因为它是按体积计算的,所以没有挤出物切割或称重。挤出的树脂的体积是由筒体的几何形状和活塞在一段测量时间内的行程距离得到的。这决定了以cc/10分钟为单位的熔体体积速率(MVR)。根据这个值和树脂已知的熔体密度,MFR可以自动计算出来。在B程序测试中,操作人员只需将树脂装入桶中,开始测试,仪器就会计算出结果。

测试程序的优点b

这是一篇关于基本程序的第一个优势仪器;这些单位在一次测试中测量20,30或40个测量点,并在统计上计算哪些结果在规范内,并且由于气泡或其他杂质,其在规范之外。第二个优点是用户干扰较少。然后,结果通常更准确,更可重复。

另一方面,程序B测试需要在测试温度下对树脂熔体密度进行精确值。这些价值在发布的文献中可用,例如,在ASTM 1238标准中引用“通用”PE和PP的典型值。然而,大多数消息都认为它更准确地测量所测试的特定树脂的实际熔体密度。这是通过在单个测试运行中组合过程A和过程B的元素来完成的,以便获得重量和体积的数据,密度。今天的程序B的熔体指数人员可用于执行这两个测试。

测试程序A与程序B

没有一般的共识,这是哪个程序是最好的。一些推荐的程序A用于大多数处理器,因为它测试了材料的“批量属性”,并且不认为您知道或信任实际树脂的融合密度值。其他观看程序A最适合使用广泛的材料和添加剂包的操作员,而他们看到程序B最适合于实验室,其经常测量具有已知熔体密度的相同类型的材料。亚博网站下载

EP600软件的屏幕截图显示基本SPC功能

图5..EP600软件的屏幕截图显示基本SPC功能

多重熔体流动试验

还有一种多重量熔体流动测试,它不同于标准的方法a和方法B,在两种或三种不同的负载条件(使用不同重量)下,对一次充电提供多个测量。

在ASTM D1238中,多重测试作为熔体流动测试的一种变化被引用,但仪器供应商正在为该测试编写单独的标准。

多重熔体流动试验仪器

几家供应商提供多重能力。供应商说,在可以计算剪切速率和粘度之外,可以计算剪切速率和粘度之外,多重测量提供了“贫困人的毛细管流变仪”。

大多数供应商同意,多重仪器主要适用于树脂生产商或配料商,他们希望向客户提供更多关于材料性能的信息。

熔体流动指数仪的特点

价格差异主要反映出选项。温度控制可以包括自动预热阶段,为标准或可选。数字编码器可用于测量用于步骤B的活塞行程,比使用光电池或机械开关的旧光学技术更高的精度。电动提升和将重量降低到活塞上是另一种选择。

其他的新选择包括在加热前自动压实树脂颗粒。在MFR结果中,用棒材手工压实材料可能会导致多达10%的变化,而据报道,这种变化可以通过电机驱动棒材消除。

熔体流量索引器的模块化设计

一些供应商采用模块化或构建块方法,该方法允许在购买后向基本单元添加能力。例如,初始购买基本程序机器和后续添加编码器开关,电动重量提升装置,清洗和清洗配件以及基于PC的软件意味着这种基本的机器可以转换为操作的半自动系统点击单击单击单击。

熔体折射器烤箱

除选项包之外,熔体指数人员之间的价格差异也与单位制造和校准的方式有关。虽然技术规格由ASTM规定,但一些供应商恰好会见他们,而其他供应商将超过它们。购买熔体索引器时的关键点是温度控制必须绝对稳定。例如,有些单元在桶周围有两个加热元件,而其他单元只有一个。而且,有些具有较小的烤箱(围绕筒的圆柱形块),这意味着绝缘和热保持不如。桶周围更大的烤箱将使温度更快地稳定。

程序B中显示的MP600型号配置有一个半自动电动减重平台。

图6..程序B中显示的MP600型号配置有一个半自动电动减重平台。

校准融化的索引者

供应商还表示,校准对正确使用熔体指数仪至关重要,他们建议买家确保他们的供应商提供校准服务。校准要求检查模具上方特定点的筒体内部温度,并确认筒体、活塞和模具的尺寸。

清洗熔体流动指标的重要性

最后,模具、活塞和桶必须易于清洗。清洁是良好的熔体指标器实践的核心,因为旧的聚合物留在桶或模具中将降解,并导致MFRs的大变化。

型号MP600显示,重量平台和气动吹扫和气动清洗活塞,用于简化的快速测试和清洁。

图7..型号MP600显示,重量平台和气动吹扫和气动清洗活塞,用于简化的快速测试和清洁。

该信息的来源、审查和改编自Tinius Olsen提供的材料。亚博网站下载

有关此来源的更多信息,请访问Tinius Olsen.

引用

请在你的文章、论文或报告中使用下列格式之一来引用这篇文章:

  • 美国心理学协会

    Tinius奥尔森。(2020年6月11日)。质量流量(MFR)和其他聚合物性能的测量。AZoM。2021年6月23日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=4146获取。

  • MLA

    Tinius奥尔森。质量流量(MFR)和其他聚合物性能的测量。AZoM.2021年6月23日。< //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=4146 >。

  • 芝加哥

    Tinius奥尔森。质量流量(MFR)和其他聚合物性能的测量。AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=4146。(访问2021年6月23日)。

  • 哈佛大学

    Tinius奥尔森。2020。测量质量流量(MFR)和其他聚合物性质.AZoM, 2021年6月23日观看,//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=4146。

评论

  1. 伊万·埃尔库纳夫 伊万·埃尔库纳夫 保加利亚 说:

    我们是BOPP生产工厂。我们需要从熔体流动指数。你能给我一个提议吗?

  2. 也没有amira izzati ayob 也没有amira izzati ayob 马来西亚 说:

    是否可以通过在一起混合来测试两种不同类型的聚合物的MFI?

这里表达的意见是作者的观点,并不一定反映Azom.com的观点和意见。

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