熔體流動速率測試儀質量法和體積法的區別
發布時間：
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、質量法：
- 基于在規定的溫度和壓力下，在一定時間內擠出的聚合物熔體的質量來計算熔體流動速率。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。然后通過施加規定的壓力，使熔體從標準口模擠出，在規定的時間（通常是 10 分鐘）內收集擠出的熔體，用天平稱量其質量。熔體流動速率（MFR）的計算公式為
質量法計算公式
，其中是擠出物的質量（g），是切取時間間隔（s）。例如，在 10 分鐘內擠出的熔體質量為 5g，則熔體流動速率為
B、體積法：
- 是通過測量在規定條件下，一定時間內擠出的聚合物熔體的體積來確定熔體流動速率。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。計算公式為
體積法計算公式
，其中是擠出物的體積，是切取時間間隔（一般也是 10 分鐘）。
二、測量設備結構差異
A、質量法：
- 設備主要包括料筒、口模、加熱裝置、負荷裝置和稱量裝置。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，負荷裝置提供穩定的壓力使熔體擠出，稱量裝置用于準確稱量擠出的熔體質量。其結構相對簡單，稱量裝置是關鍵部分，通常要求精度較高的天平來確保質量測量的準確性。
上海和晟 HS-XNR-400A 按鍵款質量法熔體流動速率測試儀
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，從而計算出熔體的體積。設備的精度要求更多地體現在體積測量部分，對結構的密封性等也有較高要求，以確保測量的熔體體積準確
上海和晟 HS-XNR-400B 體積法熔體流動速率測試儀
三、測試結果的表示和應用場景差異
- 結果表示：
A、質量法：結果以質量為單位表示，如，它直接反映了在規定時間內熔體的質量流出情況，比較直觀地體現了材料在質量方面的流動性。
B、體積法：結果以體積為單位表示，如，更側重于體現熔體在體積流動上的特性。
三、應用場景：
A、質量法：在塑料加工行業應用廣泛，特別是對于以重量為主要衡量指標的生產過程。例如在注塑成型過程中，通過質量法測量的熔體流動速率可以幫助確定合適的注塑參數，因為注塑過程中塑料的用量通常是按照質量來控制的。而且在質量控制環節，通過對比不同批次產品的質量法熔體流動速率，可以很好地監控產品質量的一致性。
B、體積法：在一些對材料體積變化較為敏感的研究和應用場景中有優勢。比如在研究聚合物在不同溫度和壓力下的膨脹和流動特性時，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速率數據更有指導意義。
四、測量精度和誤差來源的不同
- 精度方面：
A、質量法：精度主要取決于天平的精度和操作人員切取擠出物的準確性。如果天平精度不夠高，或者在切取擠出物過程中有質量損失（如熔體飛濺等情況），會影響測量精度。一般來說，高質量的天平可以使質量法的測量精度達到較高水平，例如精度可以達到。
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對體積測量產生影響。體積法的精度也可以很高，但相對來說更容易受到設備結構和環境因素的影響，例如溫度變化可能導致設備部件的膨脹或收縮，進而影響體積測量的準確性。
- 誤差來源：
A、質量法：主要誤差來源包括熔體在擠出過程中的質量損失（如氧化、飛濺等）、切取時間的誤差（如果時間控制不準確）、天平的零點漂移和稱量誤差等。例如，在高溫下擠出的熔體如果接觸空氣時間過長，可能會發生氧化反應，導致質量變化，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確（如位移傳感器的線性誤差、活塞運動的摩擦阻力變化等）、熔體的不均勻性（可能導致體積測量不準確）以及溫度和壓力控制的不精確（因為體積與溫度和壓力密切相關）。例如，如果溫度控制不穩定，熔體的粘度會發生變化，從而影響擠出體積，產生誤差。
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