熔体流动速率仪

一、概述

XNR-400D熔体流动速率仪是按照GB/T3682-2000、ASTM D1238、JB/T5456、ISO1133标准，设计制造的用于测定热塑性塑料熔体质量流动速率（MFR）和熔体体积流动（MVR）的仪器。测定熔体质量流动速率，采用手动和自动取样，天平称量的方式；测定熔体体积流动速率是通过位移传感器和自动计时系统，先测量出活塞移动规定距离所需时间，然后根据公式计算出体积流动速率。两种测定方法的终结果由微型打印机打印出来输出。

该仪器采用彩色触摸屏显示，PLC微控机控制，电路?？榛?，测量数据准确，操作简单，直观明了，性能稳定可靠，它不仅适用于熔融温度较高的聚碳酸酯（PC）、氟塑料、尼龙等工程塑料，也使用于聚乙烯（PE）、ABS树脂等熔融温度较低的塑料测试，广泛应用于塑料生产、塑料制品、石油化工等行业以及大专院校、科研单位、商检部门。

二、主要技术参数与工作条件：

1、主要技术参数

（1）挤压出料部分：

口模内径      Φ2.095±0.005mm

口模长度       8.000±0.025 mm

料筒内径       Φ9.550±0.007 mm

料筒长度       152±0.1 mm

活塞杆头直径   9.474±0.007 mm

活塞杆头长度   6.350±0.100 mm

（2）试验负荷质量（八级）

活塞杆、组合砝码质量的相对误差均不大于±0.5%

（3）时间范围：0～999s

（4）温度控制范围：50～450℃；准确度：±0.2℃   分辨率：0.1℃

（5）传感器测量范围0～40mm    精度±0.05mm

（6）时间测量范围：0～999.99s    精度±0.1s

（7）外形尺寸：（长×宽×高）550×370×600mm

（8）重量（kg）:主机25kg    砝码21.6kg    

 2、工作环境条件：

（1）环境温度为10℃～40℃；环境相对湿度为30%～80%；周围 无腐蚀性介质，无较强的空气对流；周围无振动、无较强的磁场干扰。

（2）在稳固的基础上正确地安装并调至水平

（3）工作时无强磁场干扰，空气无强对流；

（4）电源：220V±10%    50Hz

三、原理与结构

     XNR-400D熔体流动速率仪实际上是一种塑料挤出机，它是在规定温度条件下，用高温加热炉使被测物达到熔融状态。这种熔融状态被测物在规定的砝码的负荷重力下，通过一定内径的小孔（即口模）进行挤出试 验。熔体流动速率仪就是指热塑性塑料在一定的温度和压力下，熔体每10min通过标准口模的质量或体积。前者被称为熔体质量流动速率（MFR），单位：克/10min。后者为熔体体积流动速率（MVR），单位：立方厘米/10min。

熔体流动速率不是聚合物的基本性质，它只表征聚合物熔体流动性能。通过对它的测量，可以了解聚合物分子量及其分布，交联程度，加工性能等。

本仪器由以下六个部分组成：

1、基础部分：包括位于仪器底部支撑及调节仪器水平的四个调节螺杆及仪器的基板

2、熔炉部分：它是仪器的的核心部分，包括用于装试样的料筒和料筒底部的口模，圆柱形的加热体及套于其上的加热套，炉内装有温度传感器，以对炉体进行温度测量和控制。

3、切断挤出样条部分：它位于熔炉底部，由刮刀、刮刀轴、和刮料电机组成，按动主机触屏上“手动刮料”按钮，既可切断从口模中挤出的样条。

4、控温、测温系统：本控温系统的温度检测元件采用Pt100铂电阻，通过温控器?？榈缏反砗?，PLC微控机根据设定温度与炉内实际温度求出系统偏差，利用PID算法求出输出量，转换成调功方式控制，通过控制固态继电器每秒钟导通的次数来控制温度。

5、定（活塞）位移装置：其位于熔炉右侧，由位移传感器、传感器触片、支架、锁紧螺母等组成。在测定熔体体积流动速率时用此装置，使用时，将传感器杆上的触片放于1号砝码的引杆头上进行测量，试验完成后，松开锁母，将其旋转到熔炉的后侧，并锁紧。

6、测定结果的输出部分：在测试的基本操作完成后，把得到的有关数据输入到仪器内，计算机经过计算后将测定结果由打印机打印出试验结果。

四、仪器的安装与调节

为了便于仪器的包装以及防止在运输过程中零部件的损伤，在仪器装箱时，将有些零、部件单独包装，仪器到货开箱后，先按装箱单所注明的名称、数量把箱内的主机、零部件、各种附件、技术资料等清点准确，如有不符请及时与生产厂家联系。当检查无损、无误后将仪器置于稳固的工作台上。

操作方法：1、把联接口模挡板的推拉杆向炉体内推入，从料筒的 上端口向下看，可看到口模挡板，已将料筒的下端口径挡住约三分之二，

2、然后把水准仪从料筒的上端口插入料筒，观察水准仪里的水准泡， 调节仪器基础部分中的四个调节螺杆将水准泡调到中间位置（这样做的目的是使料筒达到铅垂状态，以免活塞引起过分的摩擦及在重的负荷下弯曲）。取下水准仪

      注意：在调节仪器期间，仪器不允许通电，否则将烧坏水准仪。

五、测定方法及操作步骤：

调节仪器完毕，即可装入口模进行测试。

1、熔体质量流动速率（MFR）的测定

1.1装入口模

用口模清理棒穿入口?？字?，从料筒的上端口装入口模，并用装料杆将其压到与口模板接触为止。

1.2将活塞杆(一级砝码)从料筒的上端口放入料筒中。

1.3插上电源插头，打开电源开关。

点击“触摸进入＞＞”进入下面界面

点击“质量法”方框进入试验界面

“温度设定”设定恒温温度，点击“温度设定”右面的方框弹出数字键盘，输入所需要的温度，范围为50～400℃，超出范围提示错误，正确后点击“Enter”数字键盘关闭，温度设定右面的方框变成设定的温度

“实际温度”显示的是炉内的实时温度。

“取样时间”设定刮料的时间间隔，点击“取样时间”右面的方框弹出数字键盘，输框变成设定的时间。正确输入后点击“Enter”数字键盘关闭。

 “试验计时”显示的是试验所需要的时间，范围为0～999.9,单位为秒。点击“试验开始”后开始记时，完成试验次数后停止。

“取样次数” 设定刮料取样的次数，点击“试验次数”右面的方框弹出数字键盘，输入所需要的次数，范围为0～5,正确后点击“Enter”数字键盘关闭，试验次数右面的方框变成设定的刮料的次数。

★ 试验参数在关机后将自动保存，下次试验参数相同时无须再次输入。

“试验开始”点击后变成底色是红色的“试验停止”，刮料电机将按照设定时间和试验次数完成切料动作，完成后“试验停止”又变成“试验开始”。

“开始加热”点击后变成底色是红色的“停止加热”，炉体开始加热，如需停止加热点击“停止加热”，“停止加热”又变成“开始加热”。

“试验结果”点击后进入到试验结果界面，在下节有说明。

“返回”点击后返回到试验选择界面。

1.4试验参数设定好，点击“开始加热”，当达到恒温点以后弹出如下提示窗口

恒温15分钟以后将此窗口点击关闭，取出活塞杆，用装料斗将试样（颗?；蚍勰┳叭肓贤?，用装料杆压实，装料过程要在1分钟内完成，然后将活塞杆再装入料筒中。

当温度恢复到设定温度加减0.5℃时，可把试验所需砝码（负荷）加到活塞杆上。

1.5挤出样条的切?。?/span>

当活塞杆下降到下环形标记与铜导套上平面平齐时，点击 “试验开始”，并将取样盘放在出料口的下方，此时刮刀转动一次，刮刀切下的的样条不可用，之后每隔设定的时间自动切取一次，直至达到取样次数为止。在整个的取样过程中，要保证能切取到无气泡的样条3～5个。当活塞降到上环形标记与铜导套上表面相平时，停止样条的切取。即：取样应在活塞杆上的两个环形标记间的进行。

1.6测定结果的打印输出：

样条冷却后，用天平（0.001精度）分别称其质量,取其平均值。点击“试验结果”，进入到下面试验结果界面：

点击“试验负荷”右面的方框弹出数字键盘，输入所加的负荷数值，正确后点击“Enter”，键盘关闭。

点击“试样平均质量”右面的方框弹出数字键盘，输入所称试样的平均质量数值，正确后点击“Enter”，键盘关闭。

输入试样平均质量后，MFR将自动计算出数值。

点击“打印”方框，打印机将测定结果打印输出。

点击“返回”可返回到质量法试验界面。

在此界面点击“时钟设定”可进行年、月、日、时、分、秒的校正。

计算熔体质量流动速率（MFR）的公式如下，单位g/10min。

MFR（ θ、mnom）=tref·m/t

式中：  θ—试验温度

mnom—试验负荷kg

tref—参比时间（10min）S (600s)

m—切段的平均质量g

t—取样时间间隔S

取2位有效数字表示计算结果，并记录所使用的试验条件，如：190/2.16（即：试验温度/试验负荷）。

2、熔体体积流动速率（MVR）的测定

试验方法：根据GB/T3682标准所述，先“测量活塞移动规定距离所需的时间”，然后求得熔体体积流动速率值。如果被测试样的熔体质量流动速率值＞1g／10min，≤20g／10min时，则测量活塞移动5mm所需的时间，被测物的熔体质量流动速率>20 g／10min时，测量活塞移动10mm所需的时间。

操作步骤

2.1在试验方法选择界面点击“体积法”方框进入到下面界面，此界面为体积法试验界面；

2.2输入“温度设定”、“位移设定”、“试验次数”（ 如果已知材料的熔融密度可将数值输入，在试验结果中不输入所切下的试样的质量，即可计算出MFR的值）,此界面“温度”框显示的是炉内的实时温度。试验参数全部设定完成，点击“开始加热”， “开始加热”变成“停止加热”，当达到恒温点以后弹出提示窗，恒温15分钟之后将此窗口点击关闭，取出活塞杆（一级负荷），将事先准备好的试样用装料斗和装料杆逐次装入并压实在料筒中，装料过程要在1分钟内完成，然后将活塞杆再放入料筒中。

当温度恢复到设定温度加减0.5℃时，松开位移传感器支架上的锁紧母。

将位移传感器盒转至仪器右侧，把位移传感器滑动块轻轻提起到上端，将1号砝码的引杆头压在触片的磁铁上（使触片与砝码一同向下运动），随后锁紧锁紧母使传感器盒固定。

2.3当活塞杆上的下环形标记距铜导套上表面8～10mm处时，点击 “位移清零”及 “试验开始”. “试验开始”变成 “试验停止”，如下。要注意使触片位于传感器盒开口的中间，以防止触片与传感器盒产生磨擦。

（四）试验结果的测定和打印输出：

当测试后，点击“试验结果”方框进入下面界面

此界面为试验结果界面，体积法试验的MVR已自动计算出数值，将“试验负荷”、“横截面积”（输入0.711）“试样平均质量”输入，熔融密度和MFR自动计算出数值，如熔融密度已知不需输入平均质量MFR将自动计算出。点击“打印”方框仪器开始打印试验结果，打印机将打印出熔体质量流动速率数值是有效的。

★ 仪器在关机后将自动保存上次的试验参数和试验结果。

附：（1）计算熔体体积流动速率（MVR）的公式，单位：立方厘米／10分钟。

MVR（ θ、mnom）=A·tref·L／t

   式中：

θ—试验温度℃

mnom—试验负荷kg

A—活塞和料筒的截面积平均值（等于0.711平方厘米）

tref—参比时间（10min）S（600s）

t—各个测量时间的平均值S

L—活塞移动规定距离（0.635cm或2.54cm）

（2） 利用下面公式计算熔体质量流动速率（MFR），单位g/10min

MFR（ θ、mnom）=A·tref·L·P／t

   式中：θ—试验温度℃

mnom—试验负荷kg

A—活塞和料筒的截面积平均值（等于0.711平方厘米）

tref—参比时间（10min）S（600s）

t—各个测量时间的平均值S

L—活塞移动规定距离（0.635cm或2.54cm）

（3）熔融密度

在计算出MVR值后，再乘以P即得出MFR值。P为熔体在测量温度下的密度，单位：克/立方厘米。

P=m/0.711L

m—称量测得的活塞移动L厘米时挤出的试样平均质量。

至此，两种测定方法介绍完毕。

六、测试后的清理

（1）测试完成后，挤出余料，取下砝码。带上事先准备好的手套，拿下导套，取出活塞杆趁热将其擦拭干净；

注意: 在做体积法试验结束时,请先把位移传感器滑动块磁铁与一级砝码的引杆头分开, 将位移传感器盒移至仪器后侧.

（2）把推拉杆向外拉出，用装料杆轻轻压出口模，并立即用口模清理棒捅出孔内的试料，再用棉布将口?？?、外表擦净，之后将装料干擦净；

（3）把纱布（或口罩布）缠绕在料筒清洗杆上，擦拭料筒，反复擦拭直至干净为止；

（4）关闭仪器电源开关，拔下电源插头。

七、注意事项

（1）测试前要检查刮刀是否调好，调试方法是：装上口模、活塞杆、导套，把所需的试验负荷加到活塞杆上后调整刮刀，使其刀口与口模平行相切，并能顺利的通过为止。此外要注意及时磨削用钝的刀口。

（2）装料完成后，要用装料杆压实，以防产生气泡。

（3）清理和测试操作中应带手套，以防烫伤。

（4）做完试验必须及时清理干净（料筒、口模、活塞等），保持仪器清洁，以免影响下次测试结果。

（5）仪器所需的单相三芯插座（200V、5A ）的接地极一定要牢固接地。

（6）正常工作中，若炉温大于400℃，则软件?；?，中断加热并发出报警。

（7）本机采用液晶触摸屏一定要保持屏面的清洁，用手指点击时要轻击，不要用力过大以免造成屏幕的损坏。

料筒清理棒

装料杆

         装料斗              口模        刮刀已安装在主机上

          取样盘       水准仪支架   水准仪  口模清理棒

一级砝码

 XNR-400D熔体流动速率测定仪

配置清单