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测试塑料的MFR和MVR

术语定义、特性值、试验方法、试验要求和标准

熔融指数试验(也称为熔体指数试验或熔融流动指数试验)是一种用于测定热塑性材料流动性能的试验方法。该试验测量在特定载荷和温度下有多少材料流过标准口模。结果表示为熔体指数(MI)或熔融流动指数(MFI),通过使用各种不同的试验方法,它可以提供标准特性值,如MFR(熔体质量流动速率)MVR(熔体体积流动速率)

MFR和MVR测试用于评估塑料的可加工性,并确保生产的塑料材料质量和性能符合规定要求。该测试通常由塑料制造商和加工商实施,他们的任务是确保待测试塑料材料适合其预期应用。

熔融指数试验在塑料产品的质量保证方面也起着重要作用。通过定期熔融指数试验,可以在流程的早期阶段检测和纠正生产链中的偏差。

术语定义 标准 试验方法比较 符合标准的试验要求 下载 请求咨询

与MFR和MVR测试相关的术语定义

熔融指数测试术语表
规范性术语 特性值 单位 规范性引用 同义词 含义

熔体质量流动速率

MFR g/10min

ISO 1133-1

ASTM D1238

熔融指数

熔融指数

质量流动速率

MFI值

在指定温度和已知载荷下,在10分钟时间内通过具有指定尺寸和性能的模具的热塑性材料质量。

熔体体积流动速率

MVR cm3/10 min

ISO 1133-1

ASTM D1238

体积流动速率

MVI值

在指定温度和已知载荷下,在10分钟时间内通过具有指定尺寸和性能的模具的热塑性材料体积。

流动速率比

FRR

ISO 1133-1

ASTM D1238

在不同标准载荷下测量的两种熔体质量流速的商,用其来表示粘度曲线上的不同点。

试验温度下的塑料熔体密度

ρ g/cm3

ISO 1133-1

ASTM D1238

熔体密度

MFR/MVR商。可以通过在熔融指数仪中同时测量熔体质量流动速率和熔体体积流动速率来测定该值。

表观剪切速率

γ (gamma点)

1/s

ISO 11443

表观剪切速率

表观剪切速率

非牛顿流体流动的未修正计算产生的剪切速率。

表观剪切应力

τ (tau)

Pa

ISO 11443

表观剪切应力

在没有对压力下降进行校正的情况下,为小孔口比(L/D < 100)模具计算的剪切应力。

表观粘度

η (eta) Pa s

ISO 11443

表观粘度

根据表观剪切应力和表观剪切速率的商计算的粘度。

塑料MFR和MVR测试标准

  • ISO 1133-1 - 塑料 - 热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定 - 第1部分:标准方法
  • ISO 1133-2 - 塑料 - 热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定 - 第2部分:对时间-温度历程与/或湿气敏感的材料所用的方法
  • ASTM D1238 - 用熔融指数仪测定热塑性塑料熔体流动速率的标准试验方法
  • ASTM D3364 - 分子结构意义上聚乙烯(氯乙烯)流动速率的标准试验方法

此外,还必须遵守各种模塑材料的规范标准,其中已对MFR和MVR测试所用的试验温度、标称载荷以及其他特殊材料特定条件(如有必要)进行了标准化。这些可能会与ISO 1133和ASTM D1238标准规范有所偏离。

MFR和MVR测量中的ISO与ASTM标准

按照ISO 1133和ASTM D1238标准,热塑性塑料的MFR、MVR和FRR测量程序等效但并不完全相同,因为它们在某些方面有所不同,尤其是在试验程序和试验条件方面:

  • 对于某些聚合物,试验温度和试验重量在ISO和ASTM标准中的规定有所不同。
  • 聚合物的建议使用略有不同。
  • 预热阶段的持续时间在ISO 1133-1标准中设置为至少5分钟,但也可以明显更长。在ASTM D1238标准中,预热阶段的持续时间标准化为7分钟,具有严格的公差±0.5分钟。
  • 根据ISO标准,试验的起始点位于口模上方50 mm的活塞位置处,而ASTM标准将该点设置在46±2 mm处。
  • 在单独的ISO 1133-2标准中描述了对于时间或温度相关历史记录和/或湿度敏感的聚合物类型的试验(例如,PBT、PET或PA),而ASTM D1238标准规定了对所有聚合物类型试验的狭义容许时间序列。
  • ISO 1133-1标准在很大程度上由操作员来确定测量程序的适用区间或测量间隔,而ASTM D1238标准则非常精确地规定了执行测量的MFR值或MVR值,及活塞行程距离或区间。

符合ISO 1133和ASTM D1238标准的试验方法概述

ISO 1133和ASTM D1238标准以相似的方式描述了MFR和MVR测定的试验方法,因此可以将其归类为技术等效标准,但在测试要求应用方面存在显著差异,即在某些情况下,不允许各标准的结果之间存在再现性。

符合ISO 1133-1、ISO 1133-2和ASTM D1238标准的MFR、MVR和FRR测试
试验方法 测试结果 典型测量范围 测试序列自动化水平 应用 相关熔融指数仪

方法A - MFR
- 时间控制

熔体质量流动速率,MFR,单位为g/10 min 最小值:约0.2 g/10 min
最大值:约75 g/10 min

低程度自动化

  • 人工开始测量
  • 时间控制区间
  • 在分析天平上人工称量挤出物
进货检验
教学和培训
可变密度分布填充聚合物的试验

方法A - MFR
- 位移控制

熔体质量流动速率,MFR,单位为g/10 min 最小值:约0.2 g/10 min
最大值:约75 g/10 min

自动化水平提高

  • 达到起始位置时自动开始试验
  • 根据位移或时间规范控制区间
  • 在分析天平上人工称量挤出物
进货检验
教学和培训
可变密度分布填充聚合物的试验
  • Mflow
  • Aflow

方法B - MVR

熔体体积流动速率,MVR,单位为cm³/10 min
表观剪切速率
表观剪切应力
表观粘度

通过同时称量挤出物部分,可以测定试验温度下的熔体密度。

最小值:约0.1 g/10 min
最大值:约2000 g/10 min

高程度自动化

  • 达到起始位置时自动开始试验
  • 根据位移或时间规范控制位移测量间隔
  • 连续位移和MVR测量
  • 检测气泡夹杂物或错误
  • 仪器支持余料清除
  • 自动计算结果
  • 测量序列、结果和统计数据的图形表示
进货检验
教学和培训
生产控制
研发

方法C - 半模
(方法B的变体)

熔体体积流动速率,MVR,单位为cm³/10 min
表观剪切速率
表观剪切应力
表观粘度

通过同时称量挤出物部分,可以测定试验温度下的熔体密度。

最小值:约0.1 g/10 min
最大值:约2000 g/10 min

高程度自动化

  • 达到起始位置时自动开始试验
  • 根据位移或时间规范控制位移测量间隔
  • 连续位移和MVR测量
  • 检测气泡夹杂物或错误
  • 仪器支持余料清除
  • 自动计算结果
  • 测量序列、结果和统计数据的图形表示

适用于具有高流动速率的聚烯烃

进货检验
教学和培训
生产控制
研发

方法D - 多砝码试验,FRR

熔体质量流动速率,MFR
熔体体积流动速率,MVR
流动速率比,FRR

表观剪切速率
表观剪切应力
表观粘度

最小值:约0.1 g/10 min
最大值:约900 g/10 min

高程度自动化

  • 达到起始位置时自动开始试验
  • 根据位移或时间规范控制位移测量间隔
  • 方法A (MFR)或方法B (MVR)中的可选测试
  • 通过参数规格控制测试序列
  • 可以选择增加或减少砝码序列
  • 无极调节试验载荷
  • 自由选择更改试验载荷后的等待时间
  • 检测气泡夹杂物或错误
  • 仪器支持余料清除
  • 自动计算结果
  • 测量序列、结果和统计数据的图形表示
进货检验
教学和培训
生产控制
研发
操作人员轮班

 

适用于MFR和MVR测试的试验方法A至D的简要描述

方法A - MFR测试

在方法A中,挤出物以连续的时间间隔切割,再用一个分析天平称量其质量。测试结果为单位时间的挤出物质量(熔体质量流动速率,MFR),以g/10 min为单位。

方法A可用于所有填充或未填充的热塑性聚合物

方法B - MVR测试

在方法B中,不是测定以一定间隔切割的挤出物质量,而是测定聚合物熔体的挤出体积。为此,熔融指数仪必须配备一个活塞位移传感器。MVR(熔体体积流动速率)是单位时间的挤出材料体积,以cm3/10 min为单位,是根据单位时间活塞行程距离计算得出的。

方法B的一大优点是不需要机械切割挤出物。由于位移/时间测量值具有良好的同步性,所以此方法可以在短测量时间和活塞位移内实现高水平精度。因此,根据材料、精度要求和MVR结果,可以在单个料筒填充的情况下进行30多次单独测量。

根据ISO 10350-1,MVR值可用于材料规范。然而,如果针对填充模塑材料,由于塑料熔体密度的变化,通常不可能简单地转换为MFR值。

方法C - 使用半模的MVR测试

方法C是指方法B的MVR测试变体

对于MFR值大于75 g/10 min的热塑性塑料,除了能够降低标称载荷外,ISO 1133和ASTM D1238方法都支持使用具有孔口一半高度和一半直径的模具。然而,对于使用标准口模测得的试验数据,无法直接再现。

方法D,多砝码试验 - FRR

对于某些聚烯烃,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)。如果使用简单的熔融指数仪,则需要在几种填充物中进行测量。熔融指数仪(例如,ZwickRoell的Aflow熔融指数仪),配备了自动载荷变化装置,可以测量单个填料的多个载荷水平。

熔体流动速率测量的试验条件

聚合物ISOASTM D1238
IUPAC编码标准参考干燥温度 [°C]重量[kg]温度[°C]重量[kg]
聚烯烃PUISO 17855-1
ISO 4427-1
ISO 4437-1
ISO 15494
ISO 22391
(否)190
190
190
2.16
21.6
5
125
125
190
190
190
190
190
250
310
0.325
2.16
0.325
2.16
5
10
21.6
1.2
12.5
UHMW-PEISO 21304-2190
230
21.6
21.6
PPISO 19069-2
ISO 15494
ISO 15874-2
(否)190
230
5
2.16
2302.16
PE与PPISO 18263-22302.16
苯乙烯PSISO 24022-2(否)2005190
200
230
230
5
5
1.2
3.8
PS-IISO 19063-2(否)2005
SANISO 19064-2(否)22010220
230
230
10
3.8
10
ABSISO 19062-2(否)220
240
265
10
10
10
200
220
230
5
10
3.8
ABS/PC混合物(否)230
250
265
265
3.8
1.2
3.8
5
MABSISO 19066-2(否)220
240
265
10
10
10
ASA、ACS、AEDPSISO 19065-2(否)22010230
230
1.2
3.8
ASA、ACS、AEDPS
(高温等级)
ISO 19065-2(否)240
265
10
10
丙烯酸塑料PMMAISO 24026-2(否)2303.8230
230
1.2
3.8
聚酯PC均聚物
PC共聚物
ISO 21305-2< 0.02 %300
330
1.2
2.16
3001.2
PBT、PBTPISO 20028-2<0.02% (PBT)2301
2501

2651
1.2
2.16
5
10
21.6
PETISO 20028-2< 0.02 %27011.2
2.16
5
10
250
285
2.16
2.16
高粘度PETISO 20028-2
ISO 12418-2
28011.2
2.16
5
10
PET和PBTISO 20029-21901
2301

2501
2.16
5
10
纤维素酯CA、CH、CN、CP、CAB(否)190
190
190
210
0.325
2.16
21.6
2.16
乙烯树脂PVC-P
PVC-U
ISO 24023-2
ISO 21306-2
(否)1752
20.0
PVC19021.6
PVAC(否)15021.6
EVACISO 21301-1(否)1902.16
PVDF230
230
5
21.6
其他聚合物PB-1ISO 21302-1
ISO 15876-3
ISO 15494
(否)190
190
2.16
5
POMISO 29988-2(否)1902.16190
190
1.05
2.16
PAISO 16396-2< 0.02 %2251
2501

2751

3001
1.2
2.16
5
10
21.6
235
235
235
275
275
1
2.16
5
0.325
5
PCL(否)80
125
2.16
2.16
EVOHISO 21309-22102.16
聚苯PPE + PS,未填充
PPE + PP
PPE + PS,填充
PPE + PA
PPE + PPS
ISO 20557-2250
250
300
280
300
10
10
5
5
10
PPSISO 20558-2315
315
315
1.2
2.16
5
3155
含氟聚合物FEP (PFEP)ISO 20568-2(否)372
372
2.16
5
3722.16
PFAISO 20568-2(否)37253725
ETFEISO 20568-2(否)29752975
EFEPISO 20568-22655
PVDFISO 20568-2(否)230
230
5
21.6
120
120
230
230
5
21.6
2.16
5
VDF/CTFEISO 20568-2230
230
2.16
5
VDF/HFPISO 20568-2230
230
2.16
5
VDF/TFEISO 20568-22975
VDF/TFE/HFPISO 20568-22655
PCTFEISO 20568-2(否)265
265
21.6
31.6
265
265
265
12.5
21.6
31.6
CPTISO 20568-22975
ECTFEISO 20568-2(否)271.52.16271.5
271.5
2.16
5
PVDF230
230
5
21.6
聚砜PPSUISO 24025-2(否)3655365
380
5
2.16
PSUISO 24025-2(否)3432.16343
360
2.16
10
PESUISO 24025-23502.16360
380
10
2.16
替代物ISO 24025-236010
热塑性弹性体TPUISO 16365-2(< 0.03%)熔融温度+ 10°C2.16
5
10
21.6
TPE190
200
220
230
240
250
2.16
5
2.16
2.16
2.16
2.16
TEO2302.16
PEEKISO 23153-2400
400
2.16
10
4002.16
PKISO 21970-12402.16

括号[ ...]中的值被应用在实践中,但是并无任何已知的基于标准的原因。

  1. 任何重量与温度组合均可接受
  2. 符合ASTM D3364标准

如果您有任何问题,或者想要了解关于这些熔体流动试验方法或产品的更多信息,请联系我们。

我们的专家随时为您提供帮助。

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用于MFR和MVR测试的相关产品

与MFR测量和MVR测量相关的常见问题

聚烯烃(如PE或PP)通常很容易测试,对试验试样的条件作用要求很低。ISO 17855-1、ISO 22391和ISO 19069-2中规定了对温度和试验重量的框架要求。使用的试验标准为ISO 1133-1ASTM D1238MFR和MVR测量通常依据方法A(塑料MFR)或方法B(塑料MVR)执行。如果要测定流动速率比FRR,则使用方法D。

聚酯属于对湿度敏感的聚合物,在测试前必须干燥至极低的残留含水量。这可以方便地通过具有氮气吹扫功能的真空炉来实现,并随后通过使用卡尔·费歇尔滴定法进行水分测定来检查。聚合物在排除空气的情况下被输送到测试仪器,并在其快速填充到熔融指数仪后直接用方法A(MFR)或方法B(MVR)进行测量。ISO 20028-2标准中规定了PET和PBT的温度和试验重量参数。对于PET,通常还提供特性粘度,其根据IS 1628-1标准使用乌氏粘度计测定。除了这个相对复杂的过程外,生产部门通常还通过MFR值的相关性计算来测定IV值,其测量速度更快。

由于符合ISO和ASTM标准的测试仪器在设计上非常相似,并且口模、活塞和料筒等计量相关部件相同,因此您可以假设MFR和MVR值几乎同等水平,前提是对各聚合物使用相同的试验载荷和相同的试验温度。

根据ISO 1133和ASTM D1238标准对热塑性塑料进行MVR和MFR测定的方法的主要区别在于试验程序和试验条件:

  • 对于某些聚合物,试验温度和试验重量有所不同。
  • 聚合物的建议使用略有不同。
  • 预热阶段: ISO 1133-1:超过5分钟;ASTM D1238:7±0.5分钟。
  • 试验的起始点: ISO标准的要求是在口模上方50 mm的活塞位置处;ASTM标准活塞位置在46±2 mm处。
  • 对湿度敏感且快速热降解塑料的测试:单独的ISO标准1133-2;适用于所有聚合物类型的ASTM D1238标准
  • 区间或测量间隔:在ISO标准中,这在很大程度上由操作员来确定;ASTM D1238标准则非常精确地规定了执行测量的MFR值或MVR值,及活塞行程距离或区间。

有关熔融指数测试的更多信息

MFR/MVR塑料
ASTM D1238、ASTM D3364
测定熔体质量流动速率(MFR)、熔体体积流动速率(MVR)、流动速率比(FRR)
至 MFR/MVR塑料
熔融指数试验
ISO 1133-1、ISO 1133-2、ASTM D1238
熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)测定
至 熔融指数试验
熔融指数仪/熔体流动速率仪
针对每一次的测试容积,选择合适的熔融指数仪。
熔融指数仪(也称为熔体流动速率仪)用于表征聚合物熔融质量的流动特性。✓ 详细信息 ✓ 应用
至 熔融指数仪/熔体流动速率仪

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  • 行业手册: 塑料和橡胶 PDF 9 MB
  • 产品手册:熔融指数仪 PDF 3 MB
  • 产品信息: Aflow 熔融指数仪 PDF 90 KB
  • 产品信息: Mflow熔融指数仪 PDF 127 KB
  • 产品信息: Cflow熔融指数仪 PDF 221 KB
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