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熔噴無紡布廠商備用儀器:高流動(dòng)性熔指測(cè)試儀

更新時(shí)間:2022-10-25      瀏覽次數(shù):732

熔噴無紡布廠商備用儀器:高流動(dòng)性熔指測(cè)試儀

    疫情以來,口罩需求暴漲,口罩原料之一的熔噴無紡布嚴(yán)重短缺,PP熔噴專用料備受關(guān)注。

    PP熔噴專用料就是高熔融指數(shù)的聚丙烯,為本色顆粒,無雜質(zhì)。國(guó)標(biāo)《GB/T30923-2014塑料聚丙烯(PP)熔噴專用料》中關(guān)于熔噴PP專用料的技術(shù)要求主要有顆粒外觀,熔體質(zhì)量流動(dòng)速率,灰分,揮發(fā)分,二叔丁基過氧化物殘留量,分子量分布等,具體數(shù)值如下:

    其中熔體質(zhì)量流動(dòng)速率即熔融指數(shù),是指熔體每10分鐘通過標(biāo)準(zhǔn)口模毛細(xì)管的質(zhì)量,數(shù)值越大,表示材料的加工流動(dòng)性越好。熔融指數(shù)代表了熔體的流動(dòng)能力,是聚合物材料加工性能的最重要的技術(shù)指標(biāo)。而聚丙烯熔噴專用料的熔融指數(shù)越高,熔噴出的纖維就越細(xì),制作成的熔噴布過濾性也就越好。

    口罩作為防護(hù)用品,過濾效率是其重要技術(shù)指標(biāo),因此用于制作口罩的PP熔噴料的熔指達(dá)到1500甚至是1800,熔點(diǎn)155℃,加工溫度一般在240-265℃,降解溫度280℃。

    由于合格的PP專用熔噴料供不應(yīng)求,熔噴布價(jià)格飛漲,因此,不少改性企業(yè)投入研發(fā)熔噴級(jí)PP料;部分產(chǎn)線強(qiáng)行采用2040低熔指的PP生產(chǎn)熔噴布,產(chǎn)品質(zhì)量無法保證。

    不同廠家、批次的PP熔噴專用料熔指會(huì)有一定差異,材料流動(dòng)性不一致,混用會(huì)造成熔噴布纖維分布不均,過濾效率不合格。因此,不僅改性企業(yè)材料出廠時(shí)需要檢測(cè)PP熔噴材料熔指,熔噴布加工企業(yè)也需要對(duì)來料的熔指進(jìn)行檢測(cè),高精度熔指測(cè)試儀不可少。

    熔融指數(shù)儀的測(cè)試原理

    熔融指數(shù)儀是用來表征熱塑性高聚物在粘流狀態(tài)時(shí)流動(dòng)性能的儀器。熔融指數(shù)儀的測(cè)試原理是在規(guī)定的溫度條件下,通過高溫加熱爐使被測(cè)聚合物達(dá)到熔融狀態(tài),并在規(guī)定的負(fù)荷重力下通過一定直徑的小孔進(jìn)行擠出試驗(yàn),通過熔體流速測(cè)定聚合物的黏度。一般,熔體流速與黏度成反比,黏度高的材料流動(dòng)阻力較大,在相同的條件下,其流速比黏度低的材料緩慢,這是熔融指數(shù)儀測(cè)定的基本依據(jù)。

    熔融指數(shù)儀基本結(jié)構(gòu)如下圖,由料筒、鋼制活塞、溫度控制系統(tǒng)、口模、可卸負(fù)荷等部件組成,配置如裝料桿、清潔裝置、切斷工具等通用附件。

    熔融指數(shù)儀的基本測(cè)試方法

    方法A

    在開始測(cè)試前,保證料筒在選定溫度恒溫不少于15min。根據(jù)預(yù)先估計(jì)的流動(dòng)速率,將一定質(zhì)量的樣品裝入料筒并壓實(shí),完成裝料后,根據(jù)材料的流動(dòng)速率,將加負(fù)荷或未加負(fù)荷的活塞放入料筒。

    讓活塞在重力的作用下下降,直到擠出沒有氣泡的細(xì)條,用切斷工具切斷擠出物并丟棄。然后讓加負(fù)荷的活塞在重力作用下繼續(xù)下降。當(dāng)下標(biāo)線到達(dá)料筒頂面時(shí),開始用秒表計(jì)時(shí),同時(shí)用切斷工具切斷擠出物并丟棄之。然后,逐一收集按一定時(shí)間間隔的擠出物切段,當(dāng)活塞桿的上標(biāo)線達(dá)到料筒頂面時(shí)停止切割。丟棄有肉眼可見氣泡的切段,將保留下的切段(至少3個(gè))逐一稱量,準(zhǔn)確到1mg,計(jì)算它們的平均質(zhì)量。

    切段時(shí)間間隔取決于熔體流動(dòng)速率,每條切段的長(zhǎng)度應(yīng)不短于10mm,最好為10~20mm。據(jù)預(yù)先估計(jì)的流動(dòng)速率,料筒中樣品質(zhì)量及擠出物切斷時(shí)間間隔如下:

    圖片

    方法A測(cè)出的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFR)值,單位為g/10min,計(jì)算公式如下:

    圖片

    對(duì)于MFR(和MVR)較小和(或)模口膨脹較高的材料,在240s的最大切段間隔內(nèi),可能難于獲得不小于10mm的切段長(zhǎng)度。在這種情況下,只有在240s內(nèi)得到的每個(gè)切段質(zhì)量達(dá)到0.04g以上時(shí),才能使用方法A,否則應(yīng)使用方法B。

    方法B

    與依據(jù)時(shí)間測(cè)量擠出物質(zhì)量的方法A不同,方法B是基于聚合物熔體的體積排量測(cè)定其流動(dòng)特性,此方法無需對(duì)擠出物進(jìn)行切割和稱重,可根據(jù)規(guī)定時(shí)間內(nèi)活塞移動(dòng)的距離或活塞移動(dòng)規(guī)定距離所用的時(shí)間來計(jì)算。

    方法B測(cè)試步驟在下標(biāo)線到達(dá)料筒頂面前與方法A一致。

    如測(cè)定規(guī)定時(shí)間內(nèi)活塞移動(dòng)的距離,當(dāng)下標(biāo)線到達(dá)料筒頂面時(shí),開始自動(dòng)測(cè)量活塞在預(yù)訂時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)距離,或測(cè)量活塞移動(dòng)規(guī)定距離所用的時(shí)間,當(dāng)活塞桿的上標(biāo)線達(dá)到料筒頂面時(shí)停止測(cè)量。

    方法B測(cè)出的熔體體積流動(dòng)速率(MVR)值,單位為cm3/10min計(jì)算公式如下:

    圖片

    方法B測(cè)出的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MVR)值,單位為g/10min計(jì)算公式如下:

    圖片

    PP熔噴專用料體積法熔指檢測(cè)儀

    口罩中無紡布塑料PP(聚丙烯)一般熔體質(zhì)量流動(dòng)速率在1000~2000g/10min之間,屬于超級(jí)高流動(dòng)性的塑料。

    普通質(zhì)量法要求稱重切斷的重量,熔噴料流動(dòng)性高,無法準(zhǔn)確稱重,因此采用體積法對(duì)熔噴料的熔融指數(shù)儀進(jìn)行測(cè)試,《GB/T30923-2014聚丙烯熔噴專用料》中也有要求,按上述B方法進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)條件為M(溫度:230℃,負(fù)荷:2.16kg),熔體密度值為0.7386g/cm3。

    圖片圖片

    因此,PP熔噴專用料熔指測(cè)試時(shí),選用的熔體流動(dòng)速率儀需要適用于聚丙烯熔噴專用料等高流動(dòng)性材料的熔體流動(dòng)速率(MVR)的測(cè)試。

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