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按照ISO 1133标准测定熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)

依照ISO 1133-11133-2ASTM D1238以及其他类似的试验标准,熔融指数仪为有填料和没有填料的热塑性塑料提供熔体流动指数(MFR)体积流量指数(MVR)的标准值。

ISO 1133-1标准确立了测定热塑性塑料的熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的通用试验方法。ISO 1133第2部分(ISO 1133-2)描述了适用于对时间或温度相关历史和/或湿度敏感的材料的试验方法。

ISO 1133-1试验方法 ISO 1133-2 视频 试验和试验设备要求 熔融指数仪 咨询请求

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测定熔融指数的方法

方法A,MFR
方法B,MVR
根据ASTM D1238的方法C,半模尺寸
根据ASTM D1238的方法D,多阶段试验

方法A,MFR

  • 在这个方法中,挤出物在连续的间隔时间被切割,再用一个分析天平称量一下它们的总重量。
  • 测试结果为单位时间的挤出物的质量,规定为g/10 min
  • 操作人员必须监督整个试验程序,因此测试自动化程度不高

方法B,MVR

  • 这个方法测量的是一定间隔内聚合物熔体的挤出体积,与挤出物的质量不同。熔融指数仪必须配备一个活塞位移传感器。MVR的结果是单位时间挤出物的体积。表示为cm³/10 min,是通过活塞在单位时间内的位移计算的。
  • 当熔融一个均匀密度的材料时,熔体密度可用于将MVR数值转化为MFR数值。如果塑料没有填实,由于料筒中不均匀的分布一般得不到精度高的结果。
  • 这个方法的一大优点不需要机械切割挤出物。整个试验程序的执行不受操作人员的额外影响。

根据ASTM D1238的方法C,半模尺寸

  • 应用领域为聚烯烃,其MRF值大于75 g/10 min
  • 两种替代方法来测试这些材料:把试验负荷设置得小一点,或者用一个高度为标准一半且内径为标准一半的口模。
  • 这些选项也适用于ISO 1133-1标准的试验。 然而,不能将此结果与用标准口模测得的试验数据进行直接对比。

根据ASTM D1238的方法D,多阶段试验

  • 对于聚烯烃有一种常用的做法是在不同载荷下测定MVR值来计算流动速率比(FRR)。用简单的熔融指数仪需要几次加料才能得出结果。配备一个自动负荷转换器的熔融指数仪能通过一次在料筒中加料测量一系列多负荷下的数值。
  • ZwickRoell生产用于试验方法A的简单熔融指数仪,并集成具备自动位移测量的仪器,能够用于试验方法A和方法B的测量。

ISO 1133-2测试对湿度敏感和快速降解的塑料

在对这些材料(例如PBT、PET或PA)进行试验时一定要采取特殊预防措施。 首先,这些材料在倒入料筒前一定要充分烘干。 可以选择料筒内有氮气层,这样就可以防止材料和环境空气直接接触。 按照设定的时间顺序做试验,并由软件记录。 熔融指数仪要测试这类材料必须满足料筒中空间和瞬时温度分布方面的特定条件。

ISO 1133-2测试对湿度敏感和快速降解的塑料

在对这些材料(例如PBT、PET或PA)进行试验时一定要采取特殊预防措施。 首先,这些材料在倒入料筒前一定要充分烘干。 可以选择料筒内有氮气层,这样就可以防止材料和环境空气直接接触。 按照设定的时间顺序做试验,并由软件记录。 熔融指数仪要测试这类材料必须满足料筒中空间和瞬时温度分布方面的特定条件。

用于测定线性PET的MFR值的IV测量修正

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分子量通常是以特性粘度来表征的。 为IV值,单位dl/g。 聚合物分子链越长,这个特性值就越高。 这样就可以表征分子链的长度以及当熔融过程中湿度太高时分子链是如何变化的。

这个方法的缺点在于PET的再循环器以及特别是试验机无法处理腐蚀性或有毒的溶液。此外,试验持续时间太长也会产生实际问题。因此,在这个领域从九十年代早期开始也测量熔体质量流动速率(MFR)。

用testXpert III控制Mflow和Aflow熔融指数仪,通过预测试可以得到IV值和MFR值的关系,可以将其应用到其他的测量。

试验/试验设备要求

热塑性材料的流动性能通过其熔融指数来表征。 根据试验方法的不同,可测定单位时间质量(MFR测量)或单位时间体积(MVR测量)。 ZwickRoell提供各种熔融指数仪,用于测定熔体流动速率。 我们的产品组合包括手动操作的紧凑型Cflow仪器、带传统砝码的模块化Mflow,以及带机电力控制的全自动全方位测试解决方案Aflow。 后者专为超大试样量而开发,设计用于按照方法A、B、C和D测定体积和质量流动速率。仪器支持所有常用标准和方法,包括ISO 1133、ASTM D1238和ASTM D3364。

Mflow和Aflow的关键功能之一是检测聚合物熔融质量中可能存在的气泡,这些气泡会暂时增加活塞速度从而导致流动速率不正确。 ZwickRoell仪器具有高分辨率的行程和时间测量,可自动检测活塞速度的变化。 这样便可选择排除某些测量部分,以避免流动速率计算中的错误。 还为用户提供了APC(自适应过程控制)功能支持,该功能在测量活塞的速度后不久开始进行实际测量。 然后系统会根据这些数据选择最佳的控制选项,即基于行程距离或时间的控制,从而为预期MVR值设置最佳测量间隔。

直观且以工作流程为导向的触摸操作,使用户可以在仪器与电脑之间轻松切换。 可直接在仪器上通过ZwickRoell测试软件实时观察测量时的熔融过程和材料性能。

使用ZwickRoell试验仪器根据MFR或MVR值规格确定测试序列

指定好设定值。剩下的就交给仪器吧!

  • 与预热阶段和测量的基于参数的常用编程不同,可以通过指定熔融指数值来定义MflowAflow系列熔融指数仪的完整测试序列。
  • 根据此指定值,使用3 g到8 g之间的试样重量。为了简化日常实验室操作,通常也可以使用5 g重量进行操作,这样您便可以测量较宽的MFR范围。
  • 在预热阶段,根据可用设备对仪器进行最佳控制。使用自动砝码提升装置,可以分阶段减少试验砝码。固定插销或自动口模塞为低粘度聚合物提供了进一步的控制选项。
  • 在测量阶段开始前不久提供的流速下,仪器应用其APC(自适应过程控制)功能来决定必须如何根据标准进行测量。
  • 因此,用户输入的参数限于试验温度、试验砝码、指定的MVR或MFR值,也有可能指出相应聚合物的熔体密度

APC功能 - 始终按照ISO 1133-1或ISO 1133-2标准确定正确的测试序列

测量流动速率时,必须设置测量间隔,以使测量时间尽可能长,而且对于MVR测量,应使测量行程尽可能大。这使得该方法具有很高的精确度。当超出最佳范围时,测量误差迅速增大。

Mflow和Aflow系列熔融指数仪配备了APC(自适应过程控制)功能。此功能在测量活塞的速度后不久开始进行实际测量。利用此信息,选择最佳的控制类型,即行程或时间控制,并将其设置为预期MVR值的最佳测量间隔。不再需要耗时的预测试,编程测试所需的过程简化为设置几个适用于所有待测试材料的测试参数。

Aflow熔融指数仪 - 只需添加材料即可开始试验!

  • 力控熔融指数仪(如ZwickRoell提供的Aflow型号)的常规功能与毛细管流变仪类似,不过其控制选项明显更为广泛。
  • 例如,实验室人员赞成对所有高于0.1 g/10 min的MFR值使用5 g重的试样。在许多情况下,只需使用合适规格的测量勺,便可轻松地从容器中取出该重量的材料。
  • 该仪器在试验开始时检测料筒中的加料水平,并可在预热阶段早期估计聚合物熔体体积流动速率的数量级。基于这些信息,仪器根据ISO 1133-11133-2方法连续计算理想致动位置,活塞必须在试验载荷下从该位置自由移动,直到测量开始。有了刚好到达测量窗口之前的实时流动速率,Aflow便会决定如何根据标准执行测量。
  • 对于操作人员,这意味着他们只需将5 g的材料加到料筒中,试验便会开始并采用最佳试验参数根据标准来运行。 实验室经理不再需要每个聚合物等级的必要参数设置列表,而且他们对操作人员能够正确运行试验绝对放心。 审计员也会从中受益。 他们无需再质疑实验室如何确保对每个聚合物等级执行的每一次测量均正确无误。

使用testXpert按照ISO 1133标准进行简单试验

使用testXpert测试软件可轻松进行符合ISO 1133标准的熔融指数测试,尽管标准规定了许多参数。

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