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熔體流動(dòng)速率測試儀質(zhì)量法和體積法的區(qū)別

發(fā)布時(shí)間：

2024-12-23 14:00

來源：

上海和晟儀器科技有限公司

一、測量原理

A、質(zhì)量法：

  • 基于在規(guī)定的溫度和壓力下，在一定時(shí)間內(nèi)擠出的聚合物熔體的質(zhì)量來計(jì)算熔體流動(dòng)速率。在測試過程中，將一定量的塑料顆粒或粉末放入儀器的料筒中，加熱使其熔化。然后通過施加規(guī)定的壓力，使熔體從標(biāo)準(zhǔn)口模擠出，在規(guī)定的時(shí)間（通常是 10 分鐘）內(nèi)收集擠出的熔體，用天平稱量其質(zhì)量。熔體流動(dòng)速率（MFR）的計(jì)算公式為

質(zhì)量法計(jì)算公式

 

，其中是擠出物的質(zhì)量（g），是切取時(shí)間間隔（s）。例如，在 10 分鐘內(nèi)擠出的熔體質(zhì)量為 5g，則熔體流動(dòng)速率為

 

B、體積法：

  • 是通過測量在規(guī)定條件下，一定時(shí)間內(nèi)擠出的聚合物熔體的體積來確定熔體流動(dòng)速率。同樣是將塑料原料加熱熔化后，在特定壓力下使熔體從口模擠出，不過這里是采用特殊的裝置（如活塞位移傳感器等）來測量擠出熔體的體積。計(jì)算公式為

體積法計(jì)算公式

，其中是擠出物的體積，是切取時(shí)間間隔（一般也是 10 分鐘）。

二、測量設(shè)備結(jié)構(gòu)差異

A、質(zhì)量法：

  • 設(shè)備主要包括料筒、口模、加熱裝置、負(fù)荷裝置和稱量裝置。料筒用于容納塑料原料，加熱裝置確保原料在合適的溫度下熔化，負(fù)荷裝置提供穩(wěn)定的壓力使熔體擠出，稱量裝置用于準(zhǔn)確稱量擠出的熔體質(zhì)量。其結(jié)構(gòu)相對簡單，稱量裝置是關(guān)鍵部分，通常要求精度較高的天平來確保質(zhì)量測量的準(zhǔn)確性。

 

上海和晟 HS-XNR-400A 按鍵款質(zhì)量法熔體流動(dòng)速率測試儀

 

B、體積法：

  • 除了料筒、口模和加熱裝置等基本部件外，關(guān)鍵在于有精確的體積測量裝置。這可能包括高精度的位移傳感器或者帶有刻度的活塞裝置等，用于測量熔體擠出過程中活塞的位移，從而計(jì)算出熔體的體積。設(shè)備的精度要求更多地體現(xiàn)在體積測量部分，對結(jié)構(gòu)的密封性等也有較高要求，以確保測量的熔體體積準(zhǔn)確

 

上海和晟 HS-XNR-400B 體積法熔體流動(dòng)速率測試儀

 

三、測試結(jié)果的表示和應(yīng)用場景差異

  • 結(jié)果表示：

A、質(zhì)量法：結(jié)果以質(zhì)量為單位表示，如，它直接反映了在規(guī)定時(shí)間內(nèi)熔體的質(zhì)量流出情況，比較直觀地體現(xiàn)了材料在質(zhì)量方面的流動(dòng)性。

B、體積法：結(jié)果以體積為單位表示，如，更側(cè)重于體現(xiàn)熔體在體積流動(dòng)上的特性。

三、應(yīng)用場景：

A、質(zhì)量法：在塑料加工行業(yè)應(yīng)用廣泛，特別是對于以重量為主要衡量指標(biāo)的生產(chǎn)過程。例如在注塑成型過程中，通過質(zhì)量法測量的熔體流動(dòng)速率可以幫助確定合適的注塑參數(shù)，因?yàn)樽⑺苓^程中塑料的用量通常是按照質(zhì)量來控制的。而且在質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，通過對比不同批次產(chǎn)品的質(zhì)量法熔體流動(dòng)速率，可以很好地監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

B、體積法：在一些對材料體積變化較為敏感的研究和應(yīng)用場景中有優(yōu)勢。比如在研究聚合物在不同溫度和壓力下的膨脹和流動(dòng)特性時(shí)，體積法能夠更直接地提供熔體體積變化的信息。在一些特殊的擠出工藝中，如要求精確控制材料體積擠出的情況，體積法測量的熔體流動(dòng)速率數(shù)據(jù)更有指導(dǎo)意義。

四、測量精度和誤差來源的不同

  • 精度方面：

A、質(zhì)量法：精度主要取決于天平的精度和操作人員切取擠出物的準(zhǔn)確性。如果天平精度不夠高，或者在切取擠出物過程中有質(zhì)量損失（如熔體飛濺等情況），會(huì)影響測量精度。一般來說，高質(zhì)量的天平可以使質(zhì)量法的測量精度達(dá)到較高水平，例如精度可以達(dá)到。

B、體積法：其精度主要受體積測量裝置的精度影響。如位移傳感器的精度、活塞與料筒之間的間隙等因素都會(huì)對體積測量產(chǎn)生影響。體積法的精度也可以很高，但相對來說更容易受到設(shè)備結(jié)構(gòu)和環(huán)境因素的影響，例如溫度變化可能導(dǎo)致設(shè)備部件的膨脹或收縮，進(jìn)而影響體積測量的準(zhǔn)確性。

  • 誤差來源：

A、質(zhì)量法：主要誤差來源包括熔體在擠出過程中的質(zhì)量損失（如氧化、飛濺等）、切取時(shí)間的誤差（如果時(shí)間控制不準(zhǔn)確）、天平的零點(diǎn)漂移和稱量誤差等。例如，在高溫下擠出的熔體如果接觸空氣時(shí)間過長，可能會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致質(zhì)量變化，從而引入誤差。

B、體積法：誤差主要來自體積測量裝置的不準(zhǔn)確（如位移傳感器的線性誤差、活塞運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力變化等）、熔體的不均勻性（可能導(dǎo)致體積測量不準(zhǔn)確）以及溫度和壓力控制的不精確（因?yàn)轶w積與溫度和壓力密切相關(guān)）。例如，如果溫度控制不穩(wěn)定，熔體的粘度會(huì)發(fā)生變化，從而影響擠出體積，產(chǎn)生誤差。