2022年熔融指数与分子量的关系 .docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 熔融指数与分子量的关系熔体指数简称 MI,是反映热塑性树脂熔体流淌特性及分子量大小的指标,在肯定的温度和负荷下,其熔体在 细管的质量值 ,以 g10min 表示；10min 内通过标准毛logMI=A-BlogM , A 和 B 是比例常数, M 即分子量；工业上常常利用这一关系来比较两个具有相同 相对大小；相像结构的聚合物分子量的因而熔融指数的大小可以反映聚合物分子量的大小,所以分子量对树脂性能的影响在熔融指数的变化上应当都可能有所反映,而且也可能反应出一个聚合物的枝化程度等；熔融指数可以在肯定程度上反映分子量,在加工中很常用；因为加工过程关怀的是树脂熔体的流淌性,不管分子量、 分布以及分子结构如何, 最终都要反映在流淌性上, 所以熔融指数的意义对于加工来说很大； 熔融指数也就受上述多种因素的影响,定程度上反映上述各参数；聚合物熔体流淌速率及流淌活化能的测定反过来也可以在一在塑料加工中, 熔体流淌速率是用来衡量塑料熔体流淌性的一个 重要指标；通过测定塑料的流淌速率,可以争论聚合物的结构因素；此法简洁易行, 对材料的挑选和成型工艺条件的确定有其重要的有用 价值,工业生产中采纳非常广泛；但该方法也有局限性,不同品种的高聚物之间不能用其熔融指数值比较其测定结果,不能直接用于实际名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 加工过程中的高切变速率下的运算,只能作为参考数据； 此种仪器测得的流淌性能指标, 是在低剪切速率下测得的, 不存在广泛的应力应 变速率关系, 因而不能用来争论塑料熔体粘度和温度,粘度与剪切速 率的依靠关系, 仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数 值；一、试验目的：1明白热塑性塑料在粘流态时粘性流淌的规律；2熔体速率仪的使用方法；二、试验原理：所谓 熔体流淌速率 MFR是指热塑性塑料熔体在肯定的温、压 力下,在 10 分钟内通过标准毛细管的质量,单位：g/10min ；对于同种高聚物,可用熔体流淌速率来比较其分子量的大小,并可作为生产指标；一般来讲,同一类的高聚物化学结构相同假 设熔体流淌速率变小,就其分子量增大,机械强度较高；但其流淌性 变差,加工性能低；熔体流淌速率变大,就分子量减小,强度有所下 降,但流淌性变好；争论流淌曲线的特性说明, 在很低的剪切速率下, 聚合物熔体的 流淌行为是听从牛顿定律的, 其粘度不依靠于剪切速率, 通常把这种粘度称为 最大牛顿粘度或0 剪切粘度 0,它是利用 fS关 系,从很小的剪切应力 S外推到零求得的；依据布契理论,线形聚合物的零剪切粘度与大于临界分子量的重均分子量 的关系式为,式中 K 是依靠于聚合物类型及测定温度的常数；很多争论说明, 对于分名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 子量分布较窄或分级的高密度聚乙烯,是遵守3.4 次方规章的；但在分子量分布宽时, M 的指数有所增大；假如使指数保持为 3.4,就需用某种平均分子量代替重均分子量,其关系式为：式中, ；当分子量分布窄时,接近 ；当分子量分布宽时,接近 Z均分于量；在实际应用中,不是用零剪切粘度评定分子量,而是用低剪切速率的熔体流淌速度习惯上叫熔融指数评定的；经争论,熔融指数与重均分子量的关系如下：但由于熔融指数不只是分子量的函数,也受分子量分布及支链的影响,所以在使用这一公式时应予留意；依据 ASTM 规定,聚乙烯的熔融指数是在190,负载 2.16 公斤下,熔体在 10 分钟内通过标准口型 2.095.mm的重量,单位 为 g/10min ；下面争论如何用熔融指数测定聚合物熔体的流淌活化能；对高聚物熔体粘度进行的大量争论说明,温度和熔体零剪切粘度的关系在低切变速率区可以用安德雷德方程描述；-式中 0为温度 T 下时的零剪切粘度, E 为大分子的链段以一个平 衡位置移动到下一个平稳位置必需克服的能垒高度,即流淌活化能；上式在 50的温度区间内具有很好的规律,得：以 lg 0对 1/T 作图,应得始终线,其斜率为把3式化为对数形式,E2.303RT 由此很容易标出 E .由于需要在每一温度条件下用转变荷重的方法做一组实 验,通过外推才能求得零剪切粘度；所以费时太多；可以利用熔融指名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 数仪,测定不同温度,恒定切应力条件下的 活化能；原理如下：MI 值,并由此求出表观由泊萧叶方程知道,通过毛细管粘度计的熔体的粘度- 5式中：R 与 L 分别为毛细管的半径与长度； P为压差；V 为体积流速；就： - 6在固定毛细管及 的条件下- 7由 MI 的定义知道, MI 正比于 V,所以 - 8将其代入 3式,得- 9由上式可导出- 10式中 BlgAlgK；以-lgMI 对 1/T 作图,应得始终线,由其斜率可求得 E；仍可以利用 MI 的实测值运算样品的 的值；三、仪器与试剂：图 11-4 XRZ-400A 图 11-3 XRZ-400A ,A 及不同温度下 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - XRZ-400A 型熔体流淌速率仪,该仪器由试料挤出系统和加热掌握系统两部分组成,其面板及主体结构分别如图 聚乙烯粒料；四、试验条件：11-1 和 11-2 所示；天平、测定不同结构的塑料的熔体流淌速率,所挑选的温度、负荷、试料用量、切割时间等各不相同,其规定标准见表表 11-2 有关塑料试验条件按表 11-1 序号选用；PE 1,2,3,4,6 POM 3 PS 5,7,11,13 ABS 7,9 PP 12,14 PC 16 PA 10,15 丙烯酸酯 8,11,13 纤维素酯 2,3 11-1、11-2；共聚、共混和改性等类型的塑料可参照上述分类试验条件选用；表 11-2 试样加入时用活塞压紧,并在 负荷；1min 内加完,依据选用的试验条件加名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 注：假如 MFR10 时,这种情形下预热期间可不加负荷或加较小负 荷；2温度波动应保证在 .5以内炉温须在距标准口模上端 10.0mm 处测量3天平感量为 0.001g ；4秒表精确至 0.1s；五、试验步骤一熔体流淌速率的测定：1将仪器调至水平；2仪器需清洁,在装好标准口模并插入活塞后,开头升温,当温度 升到规定温度时,恒温 15min ；3依据试样估计的熔体流淌速率值,中；按表 11-2 称取试样并加入料筒4试样经 4min 预热,炉温度复原到规定温度；可用手压使活塞降 到下环形标记,距料筒口 5mm 10mm 为止,这个操作时间不超过 l min；待活塞下 降至下环形标记和料筒口相平常切除己流出的样条,并按表 11-2 规 定的切样时间间隔开头正式切取；保留连续切取的无气泡样条 5 个；当活塞下降到上环形标记和料筒口相平常,停止切取；注：MFR25 时,可选用 1.180mm 的标准口模；试样条长度最好选在10mm 20mm 之间,但以切样间隔为准；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 样条冷却后,置于天平上称重；假设每组所切样中重量的最大值和最小值之差超过其平均值的 10,试验应重做；每次试验后,必需用纱布擦净标准口模外表、活塞和料筒,模孔用 直径合适的黄 铜丝或木钉趁热将余料顶出后用纱布擦净；二 LDPE流淌活化能的测定 LDPE 在 130-230区间选 5-6 个温度点,按一的步骤分别测定 的流淌速率；六、结果运算：1 熔体流淌速率按下式运算：MFR600w/t 式中： MFR 为熔体流淌速度 g/10min ；W 为切取样条重量的算术平均值gt 为切样时间间隔 s；运算结果取二位有效数字；2以-lgMI 1/T.03 作图,由直线斜率求得求出流淌活化能 E；3利用 2式运算 LDPE试料的分子量；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页