影響熱塑性塑料熔體流動(dòng)速率測試的因素

　　影響熱塑性塑料熔體流動(dòng)速率測試的因素
 

　　在2020年4月17日發(fā)表的“熱塑性塑料熔體流動(dòng)速率的測定”中，我們介紹了熱塑性塑料熔體流動(dòng)速率測定各個(gè)標準之間的差異，這一篇將著(zhù)重介紹熱塑性塑料熔體流動(dòng)速率測試的影響因素。
 

　　定義熱塑性塑料在規定的溫度、負荷以及活塞位置的條件下，熔體通過(guò)規定長(cháng)度和內徑的口模時(shí)的速率，以規定時(shí)間擠出的質(zhì)量作為熔體質(zhì)量流動(dòng)速率MFR(MeltMass-FlowRate)，通常以每10分鐘擠出的熔體質(zhì)量來(lái)表示，單位為g/10min；以規定時(shí)間擠出的體積作為熔體體積流動(dòng)速率MVR(MeltVolume-FlowRate)，通常以每10分鐘擠出的熔體體積來(lái)表示，單位為cm3/10min。
 

　　熔體流動(dòng)速率(即熔融指數)是表征高分子聚合物流動(dòng)性的重要指標，它與高分子聚合物加工性能、特性粘度、注塑成型后的耐應力開(kāi)裂性、耐熱性及力學(xué)性能有著(zhù)密切的關(guān)聯(lián)。熔體流動(dòng)速率的測試對生產(chǎn)企業(yè)、制造加工企業(yè)以及各領(lǐng)域材料使用單位都有著(zhù)重要的意義，因此，探討其測試的影響因素及其規避方法對材料的生產(chǎn)和使用也有著(zhù)重要作用。
 

　　熱塑性塑料熔體流動(dòng)速率的影響因素、彈性因素高聚物熔體是一種粘彈性的流體，在外力的作用下，會(huì )發(fā)生不可逆轉的彈性流動(dòng)，同時(shí)也會(huì )發(fā)生可回復的彈性形變。如果將負荷驟然施加于活塞上，熔體在開(kāi)始擠出時(shí)速率是下降的，這主要是由彈性因素造成的。
 

　　為避免該因素的影響，在試樣加入料筒后，先加上負荷的一部分，可使熔體的彈性得到一定的衰減。
 

　　容量效應在測試過(guò)程中，熔體的流動(dòng)速率逐漸增大，表現出擠出速率與料筒中熔體高度有關(guān)，這可能是由于熔體與料筒有黏附力，該黏附力會(huì )阻礙活塞桿下移。為避免該效應的影響，應在同一活塞高度截取樣條。
 

　　●溫度波動(dòng)熔體流動(dòng)速率與溫度的關(guān)系非常密切，溫度偏高流動(dòng)速率會(huì )高，溫度偏低，流動(dòng)速率則會(huì )變低。如有測試表明，PP在229.5℃下測試的熔體流動(dòng)速率為1.83g/10min，而在230℃下測試的熔體流動(dòng)速率為1.86g/10min，由此可見(jiàn)溫度波動(dòng)對測試結果有一定的影響。為了避免該因素對測試結果的影響，溫度波動(dòng)應盡可能的小(±0.1℃)。
 

　　●溫度梯度料筒中存在一定的溫度梯度，料筒中部的溫度會(huì )比上下部分的溫度高一些，因而會(huì )影響熔體的粘度。溫度高，熔體的表觀(guān)粘度低，流動(dòng)速率就大。
 

　　為避免該因素的影響，應在同一活塞高度截取樣條。
 

　　●試驗環(huán)境試驗環(huán)境溫度的波動(dòng)會(huì )對爐體的控溫有一定影響，建議在溫度波動(dòng)較小的環(huán)境下進(jìn)行測試，這樣有利于爐體的控溫。
 

　　●聚合物降解聚合物在料筒中受熱會(huì )發(fā)生降解，尤其是粉狀聚合物，而且空氣中的氧氣會(huì )更加加速聚合物的熱降解效應，從而使熔體粘度降低，加快熔體流動(dòng)速率。
 

　　為避免該因素對測試結果的影響，應盡量將料筒內的試樣壓緊實(shí)，減少空氣，同時(shí)可以加入一些熱穩定劑。另外還可以在測試時(shí)通入氮氣進(jìn)行保護，可以有效降低聚合物熱降解的發(fā)生。
 

　　●試樣中水分或揮發(fā)性組分吸濕性或含有揮發(fā)性組分的試樣在高溫下會(huì )產(chǎn)生氣泡，使試樣中含有氣泡而無(wú)法取樣。另外水分子是極性分子，在試樣中起到類(lèi)似增塑劑的作用，水分含量越大，熔體的流動(dòng)速率就會(huì )越大。而且還會(huì )影響測定結果的重復性。
 

　　為避免該因素的影響，在測試前有必要對試樣進(jìn)行干燥處理,去除水分和揮發(fā)性組分。
 

　　因此，為避免上述因素的影響，確保測試結果的準確性，操作時(shí)應遵循如下基本原則：熔融指數儀調節水平，按照測試方法正確設定各項試驗參數，料筒、活塞桿、口模清潔干凈，測試開(kāi)始前設備在規定溫度下恒溫，嚴格按照作業(yè)指導書(shū)執行各項試驗參數。