熔體流動(dòng)速率測定儀（熔融指數儀）

機臺型號：XNR-400D熔體流動(dòng)速率測定儀（熔融指數儀）

一、概述

XNR-400D熔體流動(dòng)速率測定儀（熔融指數儀）是按照GB/T3682-2000、ASTM D1238、JB/T5456、ISO1133標準，設計制造的用于測定熱塑性塑料熔體質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR）和熔體體積流動(dòng)（MVR）的儀器。測定熔體質(zhì)量流動(dòng)速率，采用手動(dòng)和自動(dòng)取樣，天平稱(chēng)量的方式；測定熔體體積流動(dòng)速率是通過(guò)位移傳感器和自動(dòng)計時(shí)系統，先測量出活塞移動(dòng)規定距離所需時(shí)間，然后根據公式計算出體積流動(dòng)速率。兩種測定方法的終結果由微型打印機打印出來(lái)輸出。

該儀器采用彩色觸摸屏顯示，PLC微控機控制，電路模塊化，測量數據準確，操作簡(jiǎn)單，直觀(guān)明了，性能穩定可靠，它不僅適用于熔融溫度較高的聚碳酸酯（PC）、氟塑料、尼龍等工程塑料，也使用于聚乙烯（PE）、ABS樹(shù)脂等熔融溫度較低的塑料測試，廣泛應用于塑料生產(chǎn)、塑料制品、石油化工等行業(yè)以及大專(zhuān)院校、科研單位、商檢部門(mén)。

二、主要技術(shù)參數與工作條件：

1、主要技術(shù)參數

（1）擠壓出料部分：

口模內徑      Φ2.095±0.005mm

口模長(cháng)度       8.000±0.025 mm

料筒內徑       Φ9.550±0.007 mm

料筒長(cháng)度       152±0.1 mm

活塞桿頭直徑   9.474±0.007 mm

活塞桿頭長(cháng)度   6.350±0.100 mm

（2）試驗負荷質(zhì)量（八級）

  活塞桿、組合砝碼質(zhì)量的相對誤差均不大于±0.5%

（3）時(shí)間范圍：0～999s

（4）溫度控制范圍：50～450℃

  準確度：±0.2℃   分辨率：0.1℃

（5）傳感器測量范圍0～40mm    精度±0.05mm

（6）時(shí)間測量范圍：0～999.99s    精度±0.1s

（7）外形尺寸：（長(cháng)×寬×高）550×370×600mm

（8）重量（kg）:主機25kg    砝碼21.6kg    

 2、工作環(huán)境條件：

（1）環(huán)境溫度為10℃～40℃；環(huán)境相對濕度為30%～80%；周?chē)?/span>

 無(wú)腐蝕性介質(zhì)，無(wú)較強的空氣對流；周?chē)鸁o(wú)振動(dòng)、無(wú)較強的磁

 場(chǎng)干擾。

（2）在穩固的基礎上正確地安裝并調至水平

（3）工作時(shí)無(wú)強磁場(chǎng)干擾，空氣無(wú)強對流；

（4）電源：220V±10%    50Hz

三、原理與結構

    熔體流動(dòng)速率儀實(shí)際上是一種塑料擠出機，它是在規定溫度條件

 下，用高溫加熱爐使被測物達到熔融狀態(tài)。這種熔融狀態(tài)被測物在規

 定的砝碼的負荷重力下，通過(guò)一定內徑的小孔（即口模）進(jìn)行擠出試

 驗。熔體流動(dòng)速率儀就是指熱塑性塑料在一定的溫度和壓力下，熔體

 每10min通過(guò)標準口模的質(zhì)量或體積。前者被稱(chēng)為熔體質(zhì)量流動(dòng)速率

（MFR），單位：克/10min。后者為熔體體積流動(dòng)速率（MVR），單位：

  立方厘米/10min。

    熔體流動(dòng)速率不是聚合物的基本性質(zhì)，它只表征聚合物熔體流動(dòng)

性能。通過(guò)對它的測量，可以了解聚合物分子量及其分布，交聯(lián)程度，

加工性能等。

本儀器由以下六個(gè)部分組成：

• 基礎部分：包括位于儀器底部支撐及調節儀器水平的四個(gè)調節螺桿及儀器的基板
• 熔爐部分：它是儀器的的核心部分，包括用于裝試樣的料筒和料筒底部的口模，圓柱形的加熱體及套于其上的加熱套，爐內裝有溫度傳感器，以對爐體進(jìn)行溫度測量和控制。
• 切斷擠出樣條部分：它位于熔爐底部，由刮刀、刮刀軸、和刮料電機組成，按動(dòng)主機觸屏上“手動(dòng)刮料”按鈕，既可切斷從口模中擠出的樣條。
• 控溫、測溫系統：本控溫系統的溫度檢測元件采用Pt100鉑電

阻，通過(guò)溫控器模塊電路處理后，PLC微控機根據設定溫度與爐內實(shí)際溫度求出系統偏差，利用PID算法求出輸出量，轉換成調功方式控制，通過(guò)控制固態(tài)繼電器每秒鐘導通的次數來(lái)控制溫度。

• 定（活塞）位移裝置：其位于熔爐右側，由位移傳感器、傳感

器觸片、支架、鎖緊螺母等組成。在測定熔體體積流動(dòng)速率時(shí)用此裝置，使用時(shí)，將傳感器桿上的觸片放于1號砝碼的引桿頭上進(jìn)行測量，試驗完成后，松開(kāi)鎖母，將其旋轉到熔爐的后側，并鎖緊。

• 測定結果的輸出部分：在測試的基本操作完成后，把得到的有

關(guān)數據輸入到儀器內，計算機經(jīng)過(guò)計算后將測定結果由打印機打印出試驗結果。

四、儀器的安裝與調節

    為了便于儀器的包裝以及防止在運輸過(guò)程中零部件的損傷，在儀

器裝箱時(shí)，將有些零、部件單獨包裝，儀器到貨開(kāi)箱后，先按裝箱單

所注明的名稱(chēng)、數量把箱內的主機、零部件、各種附件、技術(shù)資料等

清點(diǎn)準確，如有不符請及時(shí)與生產(chǎn)廠(chǎng)家聯(lián)系。當檢查無(wú)損、無(wú)誤后將

儀器置于穩固的工作臺上。

操作方法：1、把聯(lián)接口模擋板的推拉桿向爐體內推入，從料筒的

上端口向下看，可看到口模擋板，已將料筒的下端口徑擋住約三分

之二，

2、然后把水準儀從料筒的上端口插入料筒，觀(guān)察水準儀里的水準泡，

調節儀器基礎部分中的四個(gè)調節螺桿將水準泡調到中間位置（這

樣做的目的是使料筒達到鉛垂狀態(tài)，以免活塞引起過(guò)分的摩擦及在重

的負荷下彎曲）。取下水準儀

      注意：在調節儀器期間，儀器不允許通電，否則將燒壞水準儀。

五、測定方法及操作步驟

調節儀器完畢，即可裝入口模進(jìn)行測試。

1、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR）的測定

1.1裝入口模

   用口模清理棒穿入口?？字?，從料筒的上端口裝入口模，并用裝料

 桿將其壓到與口模板接觸為止。

1.2將活塞桿(一級砝碼)從料筒的上端口放入料筒中。

1.3插上電源插頭，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。

點(diǎn)擊“觸摸進(jìn)入＞＞”進(jìn)入下面界面

點(diǎn)擊“質(zhì)量法”方框進(jìn)入試驗界面

“溫度設定”設定恒溫溫度，點(diǎn)擊“溫度設定”右面的方框彈出數字鍵盤(pán)，輸入所需要的溫度，范圍為50～400℃，超出范圍提示錯誤，正確后點(diǎn)擊“Enter”數字鍵盤(pán)關(guān)閉，溫度設定右面的方框變成設定的溫度

“實(shí)際溫度”顯示的是爐內的實(shí)時(shí)溫度。

“取樣時(shí)間”設定刮料的時(shí)間間隔，點(diǎn)擊“取樣時(shí)間”右面的方框彈出數字鍵盤(pán)，輸框變成設定的時(shí)間。正確輸入后點(diǎn)擊“Enter”數字鍵盤(pán)關(guān)閉。

 “試驗計時(shí)”顯示的是試驗所需要的時(shí)間，范圍為0～999.9,單位為秒。點(diǎn)擊“試驗開(kāi)始”后開(kāi)始記時(shí)，完成試驗次數后停止。

“取樣次數” 設定刮料取樣的次數，點(diǎn)擊“試驗次數”右面的方框彈出數字鍵盤(pán)，輸入所需要的次數，范圍為0～5,正確后點(diǎn)擊“Enter”數字鍵盤(pán)關(guān)閉，試驗次數右面的方框變成設定的刮料的次數。

★ 試驗參數在關(guān)機后將自動(dòng)保存，下次試驗參數相同時(shí)無(wú)須再次輸入。

“試驗開(kāi)始”點(diǎn)擊后變成底色是紅色的“試驗停止”，刮料電機將按照設定時(shí)間和試驗次數完成切料動(dòng)作，完成后“試驗停止”又變成“試驗開(kāi)始”。

“開(kāi)始加熱”點(diǎn)擊后變成底色是紅色的“停止加熱”，爐體開(kāi)始加熱，如需停止加熱點(diǎn)擊“停止加熱”，“停止加熱”又變成“開(kāi)始加熱”。

“試驗結果”點(diǎn)擊后進(jìn)入到試驗結果界面，在下節有說(shuō)明。

“返回”點(diǎn)擊后返回到試驗選擇界面。

1.4試驗參數設定好，點(diǎn)擊“開(kāi)始加熱”，當達到恒溫點(diǎn)以后彈出如下提示窗口

恒溫15分鐘以后將此窗口點(diǎn)擊關(guān)閉，取出活塞桿，用裝料斗將試樣（顆?；蚍勰┭b入料筒，用裝料桿壓實(shí)，裝料過(guò)程要在1分鐘內完成，然后將活塞桿再裝入料筒中。

當溫度恢復到設定溫度加減0.5℃時(shí)，可把試驗所需砝碼（負荷）加到活塞桿上。

1.5擠出樣條的切?。?/span>

當活塞桿下降到下環(huán)形標記與銅導套上平面平齊時(shí)，點(diǎn)擊 “試驗開(kāi)始”，并將取樣盤(pán)放在出料口的下方，此時(shí)刮刀轉動(dòng)一次，刮刀切下的的樣條不可用，之后每隔設定的時(shí)間自動(dòng)切取一次，直至達到取樣次數為止。在整個(gè)的取樣過(guò)程中，要保證能切取到無(wú)氣泡的樣條3～5個(gè)。當活塞降到上環(huán)形標記與銅導套上表面相平時(shí)，停止樣條的切取。即：取樣應在活塞桿上的兩個(gè)環(huán)形標記間的進(jìn)行。

1.6測定結果的打印輸出：

樣條冷卻后，用天平（0.001精度）分別稱(chēng)其質(zhì)量,取其平均值。點(diǎn)擊“試驗結果”，進(jìn)入到下面試驗結果界面：

點(diǎn)擊“試驗負荷”右面的方框彈出數字鍵盤(pán)，輸入所加的負荷數值，正確后點(diǎn)擊“Enter”，鍵盤(pán)關(guān)閉。

點(diǎn)擊“試樣平均質(zhì)量”右面的方框彈出數字鍵盤(pán)，輸入所稱(chēng)試樣的平均質(zhì)量數值，正確后點(diǎn)擊“Enter”，鍵盤(pán)關(guān)閉。

輸入試樣平均質(zhì)量后，MFR將自動(dòng)計算出數值。

點(diǎn)擊“打印”方框，打印機將測定結果打印輸出。

點(diǎn)擊“返回”可返回到質(zhì)量法試驗界面。

在此界面點(diǎn)擊“時(shí)鐘設定”可進(jìn)行年、月、日、時(shí)、分、秒的校正。

計算熔體質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR）的公式如下，單位g/10min。

MFR（ θ、mnom）=tref·m/t

式中：  θ—試驗溫度

mnom—試驗負荷kg

tref—參比時(shí)間（10min）S (600s)

m—切段的平均質(zhì)量g

t—取樣時(shí)間間隔S

取2位有效數字表示計算結果，并記錄所使用的試驗條件，如：190/2.16（即：試驗溫度/試驗負荷）。

2、熔體體積流動(dòng)速率（MVR）的測定

試驗方法：根據GB/T3682標準所述，先“測量活塞移動(dòng)規定距離所需的時(shí)間”，然后求得熔體體積流動(dòng)速率值。如果被測試樣的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率值＞1g／10min，≤20g／10min時(shí)，則測量活塞移動(dòng)5mm所需的時(shí)間，被測物的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率>20 g／10min時(shí)，測量活塞移動(dòng)10mm所需的時(shí)間。

操作步驟

2.1在試驗方法選擇界面點(diǎn)擊“體積法”方框進(jìn)入到下面界面，此界面為體積法試驗界面；

2.2輸入“溫度設定”、“位移設定”、“試驗次數”（ 如果已知材料的熔融密度可將數值輸入，在試驗結果中不輸入所切下的試樣的質(zhì)量，即可計算出MFR的值）,此界面“溫度”框顯示的是爐內的實(shí)時(shí)溫度。試驗參數全部設定完成，點(diǎn)擊“開(kāi)始加熱”， “開(kāi)始加熱”變成“停止加熱”，當達到恒溫點(diǎn)以后彈出提示窗，恒溫15分鐘之后將此窗口點(diǎn)擊關(guān)閉，取出活塞桿（一級負荷），將事先準備好的試樣用裝料斗和裝料桿逐次裝入并壓實(shí)在料筒中，裝料過(guò)程要在1分鐘內完成，然后將活塞桿再放入料筒中。

當溫度恢復到設定溫度加減0.5℃時(shí)，松開(kāi)位移傳感器支架上的鎖緊母。

將位移傳感器盒轉至儀器右側，把位移傳感器滑動(dòng)塊輕輕提起到上端，將1號砝碼的引桿頭壓在觸片的磁鐵上（使觸片與砝碼一同向下運動(dòng)），隨后鎖緊鎖緊母使傳感器盒固定。

2.3當活塞桿上的下環(huán)形標記距銅導套上表面8～10mm處時(shí)，點(diǎn)擊 “位移清零”及 “試驗開(kāi)始”. “試驗開(kāi)始”變成 “試驗停止”，如下。要注意使觸片位于傳感器盒開(kāi)口的中間，以防止觸片與傳感器盒產(chǎn)生磨擦。

（四）試驗結果的測定和打印輸出：

當測試后，點(diǎn)擊“試驗結果”方框進(jìn)入下面界面

此界面為試驗結果界面，體積法試驗的MVR已自動(dòng)計算出數值，將“試驗負荷”、“橫截面積”（輸入0.711）“試樣平均質(zhì)量”輸入，熔融密度和MFR自動(dòng)計算出數值，如熔融密度已知不需輸入平均質(zhì)量MFR將自動(dòng)計算出。點(diǎn)擊“打印”方框儀器開(kāi)始打印試驗結果，打印機將打印出熔體質(zhì)量流動(dòng)速率數值是有效的。

★ 儀器在關(guān)機后將自動(dòng)保存上次的試驗參數和試驗結果。

附：（1）計算熔體體積流動(dòng)速率（MVR）的公式，單位：立方厘米／10分鐘。

MVR（ θ、mnom）=A·tref·L／t

   式中：

θ—試驗溫度℃

mnom—試驗負荷kg

A—活塞和料筒的截面積平均值（等于0.711平方厘米）

tref—參比時(shí)間（10min）S（600s）

t—各個(gè)測量時(shí)間的平均值S

L—活塞移動(dòng)規定距離（0.635cm或2.54cm）

（2） 利用下面公式計算熔體質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR），單位g/10min

MFR（ θ、mnom）=A·tref·L·P／t

   式中：θ—試驗溫度℃

mnom—試驗負荷kg

A—活塞和料筒的截面積平均值（等于0.711平方厘米）

tref—參比時(shí)間（10min）S（600s）

t—各個(gè)測量時(shí)間的平均值S

L—活塞移動(dòng)規定距離（0.635cm或2.54cm）

（3）熔融密度

在計算出MVR值后，再乘以P即得出MFR值。P為熔體在測量溫度下的密度，單位：克/立方厘米。

P=m/0.711L

m—稱(chēng)量測得的活塞移動(dòng)L厘米時(shí)擠出的試樣平均質(zhì)量。

至此，兩種測定方法介紹完畢。

六、測試后的清理

（1）測試完成后，擠出余料，取下砝碼。帶上事先準備好的手套，拿下導套，取出活塞桿趁熱將其擦拭干凈；

注意: 在做體積法試驗結束時(shí),請先把位移傳感器滑動(dòng)塊磁鐵與一級砝碼的引桿頭分開(kāi), 將位移傳感器盒移至儀器后側.

（2）把推拉桿向外拉出，用裝料桿輕輕壓出口模，并立即用口模清理棒捅出孔內的試料，再用棉布將口?？?、外表擦凈，之后將裝料干擦凈；

（3）把紗布（或口罩布）纏繞在料筒清洗桿上，擦拭料筒，反復擦拭直至干凈為止；

（4）關(guān)閉儀器電源開(kāi)關(guān)，拔下電源插頭。

七、注意事項

（1）測試前要檢查刮刀是否調好，調試方法是：裝上口模、活塞桿、導套，把所需的試驗負荷加到活塞桿上后調整刮刀，使其刀口與口模平行相切，并能順利的通過(guò)為止。此外要注意及時(shí)磨削用鈍的刀口。

（2）裝料完成后，要用裝料桿壓實(shí)，以防產(chǎn)生氣泡。

（3）清理和測試操作中應帶手套，以防燙傷。

（4）做完試驗必須及時(shí)清理干凈（料筒、口模、活塞等），保持儀器清潔，以免影響下次測試結果。

（5）儀器所需的單相三芯插座（200V、5A ）的接地極一定要牢固接地。

（6）正常工作中，若爐溫大于400℃，則軟件保護，中斷加熱并發(fā)出報警。

（7）本機采用液晶觸摸屏一定要保持屏面的清潔，用手指點(diǎn)擊時(shí)要輕擊，不要用力過(guò)大以免造成屏幕的損壞。

試驗參考指南