熔体流动速率仪是用来表征热塑性高聚物在粘流状态时流动性能的仪器,用来测定热塑性树脂的熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR),既适用于熔融温度较高的聚碳酸脂、尼龙、氟塑料、聚芳砜等工程塑料,也适用于聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙稀、ABS树脂、聚甲醛树脂等熔融温度较低的塑料测试。以下是熔体流动速率仪结果的影响因素:
一、仪器因素
1. 负荷精度
- 熔体流动速率仪通过在料筒中加入一定质量的砝码来施加负荷。如果负荷精度不够,会导致测量结果出现偏差。例如,砝码的实际质量与标称质量不符,或者砝码在使用过程中因腐蚀、磨损等原因导致质量变化,都会影响对熔体的挤压力,从而影响熔体的流动速率。
2. 料筒参数
- 料筒的内径、长度等参数对测量结果有重要影响。料筒内径如果不均匀,会使熔体在流动过程中受到不均匀的阻力。而且料筒的长度也会影响测量结果,因为熔体在料筒中的流动路径长度不同,所受到的阻力和剪切力也不同。例如,若料筒内径偏大,熔体流动时所受阻力相对较小,流动速率就会偏高。
3. 温度控制
- 熔体流动速率仪需要精确控制料筒的温度。温度波动会导致熔体的黏度发生变化,进而影响测量结果。如果温度控制系统不准确,如加热装置功率不稳定、温度传感器精度不够等,都会使料筒内的实际温度偏离设定温度。例如,当温度升高时,熔体黏度降低,流动性增强,在相同负荷下,熔体的流动速率会加快,导致测量结果偏大。
二、材料因素
1. 材料的分子结构
- 高分子材料的分子量及其分布对熔体流动速率有很大影响。分子量越大,分子链越长,分子间的缠结越严重,熔体的流动性就越差,熔体流动速率越低。例如,聚乙烯材料的分子量从几万到几十万不等,分子量大的聚乙烯熔体流动速率明显低于分子量小的。同时,分子量分布较宽的材料,由于其中低分子量部分的增塑作用,可能会使熔体流动速率偏高。
2. 材料的热稳定性
- 有些材料在加热过程中容易发生热降解,这会改变材料的黏度和流动性。例如,聚氯乙烯在加热到一定温度时,会释放出氯化氢气体,导致材料的分子结构发生变化,熔体流动速率也会随之改变。如果材料在熔体流动速率仪的测试温度下发生热降解,那么测量得到的流动速率就不能真实反映其原有的流动性能。
3. 材料的含水量
- 材料中的水分会在加热过程中汽化,形成气泡,干扰熔体的流动。例如,含水较多的尼龙材料,在熔体流动速率仪中测试时,水分汽化产生的气泡会使熔体流动不平稳,导致测量结果不准确。而且水分的存在还可能影响材料与料筒内壁的摩擦特性,进一步影响测量结果。
三、操作因素
1. 装样操作
- 样品的装填方式和紧密程度会影响测量结果。如果装样不均匀或过于紧实,会使熔体在料筒中的流动通道变得不规则,增加流动阻力。例如,在装填聚甲醛样品时,如果没有均匀地分布在料筒中,就会导致局部压力过大,影响熔体的流动速率。
2. 预热时间
- 在进行测试前,需要对仪器和样品进行预热。如果预热时间不足,仪器和样品没有达到热平衡状态,会影响测量的准确性。例如,对于一些结晶性塑料,如果没有充分预热,材料内部的晶体结构没有全部熔化,会导致熔体流动速率偏低。