根据ASTM D1238标准测定塑料的熔体流动速率

流动速率测定是一种在规定温度下测量聚合物熔融质量流变特性的快速简便的方法。

与在流变仪中不同，测量是在恒定载荷下进行，因此也是在基本恒定的剪切应力下进行。通过标准口模挤出质量的速率根据聚合物熔体的粘度来设置。这种方法的剪切速率通常比注塑成型操作中的剪切速率低得多。不过，该方法提供了很好的比较机会，因为在质量保证中尤其需要这样。方法D中的多次测量可用于测定表观粘度曲线上的不同点。这些测量以不同载荷下的MFR值的商表示。

对于密度分布均匀的聚合物熔体，特别是未填充的聚合物，如果已知试验温度下的熔体密度，则可以将MVR值(cm³/10 min)转换为MFR值(g/10 min)。结合方法A和方法B能够以良好的精度测定聚合物熔体的密度。

用于测量MFR值的ASTM D1238方法A是所需试验频率相对较低的单独试验的理想之选。

• 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。
• 使用标准口模进行测量，该口模高8 mm，孔直径为2.095 mm。
• 待测试的聚合物的初始重量在2.5 g和8.0 g之间，具体视预期流动速率而定。
• 测量起点位于口模上方46 ± 2 mm的活塞位置窗口内，预热时间为7 ± 0.5 min。在开始测量前的最后两分钟内，不得对活塞施加额外的力。
• 测量的时间间隔还取决于要测量的流动速率。其范围从低流动速率的6分钟到25 g/10 min以上流动速率的15秒。
• 测试结果为单位时间的挤出物的质量，以g/10 min为单位。
• 操作人员必须监督整个测试序列，因此测试自动化程度不高。
• 符合ASTM D1238标准的方法A的测量范围为0.15 g/10 min左右直至50 g/10 min左右。该限制是由于要求定期切割挤出物造成的。

• 对于符合ASTM D1238标准的方法B中的MVR测量，以一定的时间或行程距离间隔测定聚合物熔体的挤出体积。测量可以通过活塞上的标记进行视觉控制，或者更常见的是使用活塞行程距离测量和时间跟踪系统来控制，即使是流动较快的材料，也可以精确地测定体积。
• 与方法A中的情况一样，使用8 mm高、孔直径为2.095 mm的标准口模。起点规定也与方法A相同。
• 试验以行程相关方式控制。对于不大于10 g/10 min的MFR值，在6.35 mm的活塞行程距离下进行测量。更高的MFR值则在25.4 mm（相当于1英寸）的活塞冲程下测量。
• MVR结果是单位时间挤出物的体积。表示为cm³/10 min，是通过单位时间内的活塞行程距离计算的。
• 如果是密度分布均匀的聚合物熔体，熔体密度可用于将MVR值转换为MFR值。
• 这个方法的一大优点是不需要机械切割挤出物。整个测试序列的执行不受操作人员的影响。
• 符合ASTM D1238标准的方法B涵盖的测量范围明显更大，从0.5 g/10 min到1500 g/10 min左右。然而，高质量的熔融指数仪能够测量甚至更广的范围，而且具有高度的可再现性。
• 带有位移传感器和自动试验砝码提升装置的熔融指数仪可以更加自动化地控制测试序列，通过输入目标MFR或MVR值可以轻松方便地设置测试序列。

符合ASTM D1238标准的方法C是方法B的另一个变型，在该方法中，所用口模的高度和直径均减半。

• 7分钟的预热时间之后，在口模上方50 mm的活塞位置处开始测量。MVR值在25.4 mm的活塞冲程下进行测量。
• 此方法用于MFR值大于75 g/10 min的聚烯烃应用。通过使用“减半”口模，聚合物熔体中的剪切应变保持相等，但MVR值降低了4倍，因此更容易测量。

流动速率比FRR是从两个不同载荷下的MFR测量值获得的商。

• 执行测量时，通常是在料筒中进行一次加料。
• 7分钟的预热阶段之后，在46 mm的活塞位置处使用第一个试验砝码开始测试序列。
• 首次测量一结束立即更换试验砝码，短暂的稳定阶段之后，开始下一次MFR测量。
• 可以在一个测量序列内测量两个或更多试验载荷，升序或降序均可。
• ZwickRoell提供的Aflow熔融指数仪通常用于此试验。该仪器可以方便地控制试验，以试验砝码的升序或降序进行测量，还可以对通过力控制施加的试验载荷进行无冲击的变更，而不会受到砝码仪器经常出现的质量加速度的影响。

ASTM D3364 – 不稳定流动速率下的PVC测量

• 该方法是ASTM D1238标准的扩展，用于测量PVC复合物的MFR值和不稳定性。
• 在标准配置中，以20 kg载荷在175 °C的温度下执行测量。对于硬PVC，适合使用高达约50 kg的较大试验载荷。半硬或软PVC也在150 °C/50 kg下测量。
• 口模长度为25.43 mm（1英寸），该口模与标准口模类似，孔直径为2.095 mm且入口为锥形。
• 与标准口模相比，此口模使MVR降低了大约10倍。
• 加料量为2.15 g，必须严格遵守该值。
• MFR值的计算单位为mg/min，熔体材料的不稳定性以百分比(%)来计算。
• 使用符合ASTM D3364标准的这一试验方法，可以检测由温度效应、聚合物键断裂产生的剪切或由流变效应（如粘度或分子量分布不均匀）引起的不稳定性。

对于PET的MFR测量，必须采取特殊的试验预防措施：

• 首先，PET必须充分干燥，并在干燥状态下倒入料筒中。
• 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。
• 根据ASTM D1238标准，试验以精确定义的时间序列运行，这些序列由testXpert测试软件记录。

ZwickRoell制造了操作简单的熔融指数仪，可根据方法A进行测量；还制造了具有自动位移测量功能的仪器，可根据方法A、B、C和D进行试验。