在2020年4月17日发表的“热塑性塑料熔体流动速率的测定”中，我们介绍了热塑性塑料熔体流动速率测定各个标准之间的差异，这一篇将着重介绍热塑性塑料熔体流动速率测试的影响因素。

       众所周知熔体流动速率（即熔融指数）是表征高分子聚合物流动性的重要指标，它与高分子聚合物加工性能、特性粘度、注塑成型后的耐应力开裂性、耐热性及力学性能有着密切的关联。熔体流动速率的测试对生产企业、制造加工企业以及各领域材料使用单位都有着重要的意义，因此，探讨其测试的影响因素及其规避方法对材料的生产和使用也有着重要作用。

       定义

       热塑性塑料在规定的温度、负荷以及活塞位置的条件下，熔体通过规定长度和内径的口模时的速率，以规定时间挤出的质量作为熔体质量流动速率MFR（Melt Mass-Flow Rate），通常以每10分钟挤出的熔体质量来表示，单位为g/10min；以规定时间挤出的体积作为熔体体积流动速率MVR（Melt Volume-Flow Rate），通常以每10分钟挤出的熔体体积来表示，单位为cm3/10min。

 

       热塑性塑料熔体流动速率的影响因素

 

       弹性因素

       高聚物熔体是一种粘弹性的流体，在外力的作用下，会发生不可逆转的弹性流动，同时也会发生可回复的弹性形变。如果将负荷骤然施加于活塞上，熔体在开始挤出时速率是下降的，这主要是由弹性因素造成的。

       为避免该因素的影响，在试样加入料筒后，先加上负荷的一部分，可使熔体的弹性得到一定的衰减。

 

       容量效应

       在测试过程中，熔体的流动速率逐渐增大，表现出挤出速率与料筒中熔体高度有关，这可能是由于熔体与料筒有黏附力，该黏附力会阻碍活塞杆下移。

       为避免该效应的影响，应在同一活塞高度截取样条。

 

       ● 温度波动

       熔体流动速率与温度的关系非常密切，温度偏高流动速率会高，温度偏低，流动速率则会变低。如有测试表明，PP在229.5℃下测试的熔体流动速率为1.83g/10min，而在230℃下测试的熔体流动速率为1.86g/10min，由此可见温度波动对测试结果有一定的影响。为了避免该因素对测试结果的影响，温度波动应尽可能的小（±0.1℃）。

 

       ● 温度梯度

       料筒中存在一定的温度梯度，料筒中部的温度会比上下部分的温度高一些，因而会影响熔体的粘度。温度高，熔体的表观粘度低，流动速率就大。

       为避免该因素的影响，应在同一活塞高度截取样条。

 

       ● 试验环境

       试验环境温度的波动会对炉体的控温有一定影响，建议在温度波动较小的环境下进行测试，这样有利于炉体的控温。

 

       ● 聚合物降解

       聚合物在料筒中受热会发生降解，尤其是粉状聚合物，而且空气中的氧气会更加加速聚合物的热降解效应，从而使熔体粘度降低，加快熔体流动速率。

       为避免该因素对测试结果的影响，应尽量将料筒内的试样压紧实，减少空气，同时可以加入一些热稳定剂。另外还可以在测试时通入氮气进行保护，可以有效降低聚合物热降解的发生。

 

       ● 试样中水分或挥发性组分

       吸湿性或含有挥发性组分的试样在高温下会产生气泡，使试样中含有气泡而无法取样。另外水分子是极性分子，在试样中起到类似增塑剂的作用，水分含量越大，熔体的流动速率就会越大。而且还会影响测定结果的重复性。

       为避免该因素的影响，在测试前有必要对试样进行干燥处理, 去除水分和挥发性组分。

       因此，为避免上述因素的影响，确保测试结果的准确性，操作时应遵循如下基本原则：

       熔融指数仪调节水平

       按照测试方法正确设定各项试验参数

       料筒、活塞杆、口模清洁干净

       测试开始前设备在规定温度下恒温

       严格按照作业指导书执行各项试验参数