熔融指數是指在一定溫度和壓力下,聚合物在 10 分鐘內通過標準口模的質量,單位為 g/10min。它是衡量塑料加工流動性的重要指標。以下是塑料熔融指數測定的相關內容:
在規定的溫度、壓力和時間條件下,將塑料顆粒加入到熔融指數儀的料筒中,使其受熱熔融。然后,在活塞的壓力作用下,熔融的塑料通過標準口模擠出。通過測量在一定時間內擠出的塑料質量,計算出塑料的熔融指數。
熔融指數儀:主要由加熱爐、料筒、活塞、口模等部分組成。加熱爐能夠提供穩定的加熱溫度,料筒用于容納塑料樣品,活塞施加壓力使熔融塑料擠出,口模是標準尺寸的小孔,用于控制擠出塑料的流量。
天平:用于稱量擠出塑料的質量,精度一般要求達到 0.01g。
秒表:用于記錄擠出時間。
樣品準備:將塑料顆粒在干燥箱中按照規定的溫度和時間進行干燥,以去除水分和揮發物。一般來說,常見塑料的干燥溫度在 80 - 105℃,干燥時間為 2 - 4 小時。干燥后的樣品應密封保存,防止再次吸潮。
儀器預熱:將熔融指數儀的加熱爐預熱至規定的測試溫度。不同種類的塑料有不同的測試溫度,例如,聚乙烯的測試溫度通常為 190℃,聚丙烯的測試溫度為 230℃。
裝樣:將料筒清理干凈,然后將干燥后的塑料樣品迅速加入到料筒中,裝樣量一般為料筒容積的 2/3 左右。裝樣后,將活塞放入料筒中,并施加一定的預壓力,使樣品在料筒中初步壓實。
恒溫:讓裝有樣品的料筒在測試溫度下恒溫一段時間,使樣品充分熔融。恒溫時間一般為 4 - 6 分鐘,以確保樣品達到均勻的熔融狀態。
測試:當達到恒溫時間后,迅速將負荷加到活塞上,使熔融的塑料通過口模擠出。同時,用秒表記錄擠出時間。在擠出過程中,要注意觀察擠出物的形狀和連續性,確保擠出過程正常。
稱量:在規定的時間內(通常為 10 分鐘),收集擠出的塑料,并立即用天平稱量其質量。如果擠出的塑料質量超過了儀器的測量范圍,可以適當縮短測試時間或減少樣品量。
計算:根據稱量得到的擠出塑料質量和測試時間,計算塑料的熔融指數。計算公式為:MI = m /t × 10,其中 MI 為熔融指數(g/10min),m 為擠出塑料的質量(g),t 為測試時間(min)。
溫度:溫度是影響熔融指數測定的關鍵因素。溫度升高,塑料的粘度降低,熔融指數增大。因此,必須嚴格控制測試溫度,溫度波動應控制在 ±0.5℃以內。
壓力:施加在活塞上的壓力直接影響熔融塑料的擠出速度。壓力越大,擠出速度越快,熔融指數也越大。在測定過程中,應確保壓力穩定,避免壓力波動對測試結果的影響。
樣品的均勻性:樣品的粒度分布、組成等均勻性對熔融指數測定有重要影響。不均勻的樣品可能導致在料筒內熔融不均勻,從而使測試結果不準確。因此,樣品在干燥和裝樣前應充分混合均勻。
儀器維護:熔融指數儀在使用前后都要進行清潔和維護,及時清理料筒和口模內殘留的塑料,防止塑料固化后影響下次測試。定期檢查儀器的溫度控制系統和壓力系統,確保其正常運行。
測試環境:測試應在溫度和濕度相對穩定的環境中進行,避免環境因素對測試結果產生影響。一般要求環境溫度在 23±2℃,相對濕度在 50%±10%。
安全操作:在使用熔融指數儀時,要注意防止燙傷和觸電。加熱爐在工作時溫度較高,不要觸摸加熱部件。同時,要確保儀器接地良好,避免發生觸電事故。
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