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依據 ISO 1133 進行塑膠熔融指數測試

ISO 1133-1、ISO 1133-2

熔融指數儀根據 ISO 1133-11133-2ASTM D1238 以及其他類似的測試標準,替填充及未填充的熱塑性塑膠提供熔體質量流動指數(MFR)熔體體積流動指數(MVR)的標準值。

ISO 1133-1 標準制定的通用測試方法,適用於測定熱塑性塑膠的熔體質量流動指數 (MFR) 和熔體體積流動指數 (MVR)。 ISO 1133 第 2 部分(ISO 1133-2)描述的方法,適用於對時間或歷史溫度和/或濕度敏感的材料。

ISO 1133-1 測試方法 ISO 1133-2 影片 測試和試驗機需求 熔融指數儀 尋求諮詢

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ISO 1133: 測定熔體流動指數的方法

MFR 方法 A
方法B,MVR
方法 C:使用半口模進行測量
方法 D:運用多重重量測量法測定流量比 FRR

MFR 方法 A

  • 在此方法中,擠出物會以固定的間隔時間被切割,並使用一個分析天平測定其質量。
  • 測試結果為單位時間的擠出物的質量,並定義單位為g/10 min
  • 操作人員必須監督整個測試程序,因此測試自動化程度不高

方法B,MVR

  • 這個方法測量的是一定間隔內聚合物熔體的擠出體積,與擠出物的質量不同。 熔融指數儀必須搭載一個活塞位移傳感器。 MVR的結果是單位時間擠出物的體積。 表示為cm³/10 min,是透過活塞在單位時間內的行程計算的。
  • 當熔融 一個密度均勻分佈的材料時,可利用熔體密度將 MVR 值轉換為 MFR 值。如果塑膠沒有填實,會由於料筒中的不均勻分布,往往得不到準確度高的結果。
  • 此方法的一大顯著優勢不需要機械進行擠出物的切割。整個測試程序可以在不受操作員影響的情況下執行。

方法 C:使用半口模進行測量

  • 方法 C 為方法 B 的變化版本,使用高度及直徑均為二分之一的模具進行測定。
  • 此方法用於聚烯烴應用,其熔體流率(MFR)值大於 75 g/10 min。透過使用半模具,可使聚合物熔體中的剪切應變保持一致,但熔體體積流率(MVR)值會降低約 8 倍,因此更容易測量。
Aflow 熔融指數儀適合根據 ISO 1133 方法 D 標準進行測試:運用多重重量測量法測定流量比 (FRR)

方法 D:運用多重重量測量法測定流量比 FRR

  • 對於許多聚烯烴而言,通常是在不同負載程度下測定 MVR 值並計算流動速率比(FRR)。 當使用簡單的熔融指數儀,需要對多種填充物進行測量。 搭載一個自動負載轉換器的熔融指數儀能透過一次在料筒中加料測量一系列多負荷下的數值。
  • ZwickRoell 生產用於測試方法A的直觀熔融指數儀,並整合具備自動位移量測的儀器,能夠同時適用於方法 A 及方法 B 的測量。

依據 ISO 1133-2 對濕度與對時間敏感的聚合物熔體進行測試

在對這些材料(例如PBT、PET或PA)進行測試時一定要採取特殊預防措施。 首先,這些材料在倒入料筒前一定要充分烘乾。 可以選配料筒內有氮氣層,這樣就可以防止材料和環境空氣直接接觸。 依據設定的時間順序做測試,並由軟體紀錄。 熔融指數儀要測試這類材料必須滿足料筒中空間和瞬時溫度分布方面的特定條件。

特性黏度: 用於測定線性PET的MFR值的IV測量修正

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分子量通常是以特性黏度來表示。為 IV 值,單位 dl/g。聚合物分子鏈越長,這個特徵值就越高。這樣就可以表徵分子鏈的長度以及當熔融過程中濕度太高時分子鏈是如何變化的。

這個方法的缺點在於PET的再循環器以及特别是試驗機無法處理腐蝕性或有毒的溶液。此外,測試時間過長也帶來了實際操作上的困難。因此,自 1990 年代初期以來,該領域也開始採用 熔體質量流率(MFR) 測量作為替代方法。

使用 testXpert III 控制 Mflow 和 Aflow 熔融指數儀,可以透過預測試來測定 IV 值和 MFR 值之間的相關性,然後將其應用於後續其他的測量。

符合 ISO 1133 標準的測試需求 / 測試設備

熱塑性材料的流動特性由其熔體流動指數表徵。根據測試方法,測定每單位時間的質量(MFR 法)或每單位時間的體積(MVR 法)。ZwickRoell 提供各種熔融指數儀,用於測定熔體的流動速率。我們的產品組合包括手動操作的 Compact Cflow 儀器、帶傳統砝碼的模組化 Mflow 以及帶機電式力控制的全自動全方位測試解決方案 Aflow 熔融指數儀。後者是專為較大的測試量所開發設計,可根據方法 A、B、C 和 D 測定體積和質量流量。這些儀器支援了所有通用標準和方法,包括 ISO 1133ASTM D1238ASTM D3364

MflowAflow 的關鍵功能之一是檢測塑膠熔體中可能存在的氣孔,這些氣孔會暫時增加活塞速度並導致不正確的流速。透過 ZwickRoell 儀器的高準確度的行程和時間測量,可以自動檢測活塞速度的變化。這使您可以選擇排除某些測量部分以避免流量計算的錯誤。APC 功能(自適應過程控制)也為用戶提供了支援,該功能在實際測量開始前不久測量了活塞的速度。基於這些數據,系統隨後選擇最佳控制選項 — 基於行程距離或時間的控制 — 從而為預期的 MVR 值設置最佳測量間隔。

直觀且以工作流程為導向的觸控操作,使用戶可以輕鬆地在儀器和電腦間切換。可以直接在儀器上或透過 ZwickRoell testXpert 測試軟體即時觀察測量過程中的熔融過程和材料行為。

使用 ZwickRoell 的測試儀器根據 MFR 或 MVR 值進行測試

指定設定值。 由儀器處理其餘任務!

  • MflowAflow系列熔融指數儀完整的測試順序可透過指定熔融指數值的方式定義,而不透過常用且基於參數設計的預熱階段和測量程式。
  • 根據該指定值,使用介於 3g 和 8g 之間的試樣重量。 為了簡化實驗室日常作業,在一般情況下也可以使用5公克稱重量,讓您能測量寬廣的MFR範圍。
  • 在預熱階段,此儀器可根據可用的設備做最理想的控制。 若使用自動重量提升裝置,可分階段減輕測試重量。 固定鎖閂或自動模塞為低黏度聚合物提供了其他控制選項。
  • 此儀器根據測量階段快開始前獲得的流動速度,運用其 APC(自適應過程控制)功能來決定如何依據標準進行測量。
  • 因此,使用者須輸入的參數僅限於測試溫度、測試重量、指定的MVR 或 MFR值,以及相關聚合物可能的熔融密度指示值。

APC 功能 – 始終符合 ISO 1133-1 或 ISO 1133-2 所定義的正確測試順序

測量流動速度時,必須設定測量間隔,以確保測試次數盡可能多,且在 MVR 測量的情形,測量行程應盡可能長, 這麼做可使測量方法高度準確。 若超出最佳範圍,測量錯誤的次數會快速增加。

Mflow 和 Aflow 系列熔融指數儀具有APC(自適應過程控制)功能, 這項功能所測量的是實際測量快開始前的活塞速度。 可透過此資訊選擇較適合的控制類型(行程或時間控制),並根據預期的MVR值將其設定為最佳測量間隔。 不再需要進行耗費時間的預測試,程式測試所需的過程也將減少至只需要設定少數幾個通用於各種測試材料的測試參數。

Aflow熔融指數儀 – 只需添加材料即可開始測試!

  • 力控熔融指數儀(例如 ZwickRoell 的 Aflow 型號)的一般功能類似於毛細管流變儀,它們具有更廣泛的控制選項。
  • 例如,對於所有高於 0.1 g/10 min 的 MFR 值,實驗室人員可能同意使用 5 g 的測試樣品重量。 在許多情況下,只要使用合適的量勺尺寸,就可以很容易地從容器中取出這些材料。
  • 儀器在測試開始時檢測料筒中的填充程度,且可在預熱階段早期預估聚合物熔體體積流量的數量級。 儀器根據這項資訊連續計算理想的作動位置(須符合ISO 1133-11133-2),活塞必須在測試負載下從該位置自由移動,直到測量開始。 Aflow 依達到目標視窗前一刻的流動速率,決定如何按照相關標準進行測量。
  • 對於操作員來說,這意味著他們只需將 5 公克材料填充到料筒中,開始測試,並相信測試是根據標準和最佳測試參數運行的。 實驗室經理不再需要包含每個聚合物等級的必要參數設置的列表,且可以放心操作員已正確運行測試。 審計員也因此受益。 他們不再需要質疑實驗室如何確保正確執行每個聚合物等級的每個測量。

輕鬆透過 testXpert 根據 ISO 1133 標準進行測試

儘管 ISO 113 標準中有許多參數規範,透過 testXpert 測試軟體即可使符合 ISO 1133 的熔體流動測試變得簡單。

  • 符合 ISO 1133標準測試程序包括該標準所定義的規格。 您可依此在100%符合標準的情況下進行測試,而無需有任何顧慮。
  • testXpert 將逐步引導您完成測試,讓新用戶快速輕鬆上手。在我們用戶管理功能的支援下,您僅會看到與您的權限相關的測試任務。
  • 分析天平會自動將各部分的重量傳送至 testXpert 軟體,數據準確無誤。
  • 在 testXpert Analytics 內建的測試數據管理功能支援下,您將擁有評估跨應用數值的能力。將符合 ISO 1133 的熔體流動指數和體積流量指數與其他數值進行對比,例如拉伸模量、彎曲模量、拉伸強度或缺口衝擊強度。
  • 我們趨勢分析功能的長期評估選項可簡易識別品質規格中的偏差,並支援您優化流程。
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