ASTM D1238 热塑性塑料熔体流动速率挤出塑性试验标准方法

美国材料与试验协会（ASTM）制定的标准《ASTM D1238 热塑性塑料熔体流动速率标准试验方法（挤压塑性计）》描述了一种使用挤压塑性计测定熔融热塑性树脂挤出速率的试验方法。

经过规定的预热时间后，在规定的温度、载荷和活塞在料筒内的位置条件下，将树脂挤出到规定长度和孔径的模具中。本标准描述了四种程序。这些程序已在不同材料的实验室间圆周测量中获得了可比的结果：

• 程序A用于测定热塑性材料的熔体流动速率(MFR)。测量单位为每10分钟材料克数。该测量基于测量在指定时间段内从模具挤出的材料质量。通常用于熔体流动速率在0,15至50克/10分钟之间的材料。
• 程序 B 是一种自动计时测量方法，用于测定热塑性材料的熔体流动速率 (MFR) 和熔体体积速率 (MVR)。程序 B 测量的 MFR 以克/10 分钟为单位。MVR 以立方厘米/十分钟为单位。程序 B 测量基于确定特定时间段内从模具挤出的材料体积。将结果乘以材料的熔体密度，即可将体积转换为质量。程序 B 通常用于熔体流动速率在 0,50 至 1500 克/10 分钟范围内的材料。
• 程序C是一种自动定时测量方法，用于测定聚烯烃材料的熔体流动速率(MFR)。对于熔体流动速率大于75克/10分钟的样品，它通常作为程序B的替代方案。程序C需要使用一种改进的模具，通常称为半模，其高度和内径均为程序A和程序B中指定使用的标准模具的一半，从而保持相同的长径比。测试程序与程序B类似，但不应认为程序C的结果就是程序B的一半。
• 程序 D 是一种多砝码试验，通常称为“流速比”(FRR) 试验。程序 D 旨在使用两种或三种不同的试验载荷（在试验过程中增加或减少载荷）对材料载荷进行 MFR 测定。FRR 是一个无量纲数，通过将较高试验载荷下的 MFR 除以较低试验载荷下的 MFR 得出。多砝码试验的结果不应直接与程序 A 或程序 B 的结果进行比较。

熔体流动速率小于0,15或大于900克/10分钟的聚合物可以使用本测试方法中的程序进行测试，但尚未获得精确的数据。熔体密度是指材料在熔融状态下的密度。不应将其与材料的标准密度值混淆。本测试方法与ISO 1133讨论的是同一主题，但技术内容有所不同。

该测试方法尤其适用于热塑性塑料的质量控制测试。本测试方法生成的数据用于指示单次运行中聚合物流速的均匀性。如果与其他测试数据没有有效的相关性，则不应将其用作其他性能均匀性的指标。

用挤出熔融指数仪测得的流速并非聚合物的基本特性。它是一个通过实验定义的参数，受聚合物的物理和分子结构以及测量条件的关键影响。聚合物熔体的流变特性取决于许多变量。本测试中显示的这些变量的值可能与大规模工艺中的值存在显著差异，导致数据与加工行为不直接相关。

简而言之，ASTM D1238 概述了用于测定热塑性聚合物熔体流动速率 (MFR) 或熔体流动指数 (MFI) 的测试方法。该测试方法对于塑料行业的质量控制和材料比较至关重要。该标准的主要目的是测量热塑性聚合物在特定温度和压力条件下的熔化和流动难易程度。熔体流动速率是聚合物粘度的关键指标，与其在挤出、注塑和其他制造工艺中的加工性能直接相关。

ASTM D1238 标准适用于多种热塑性树脂，包括：

• 聚乙烯（PE）
• 聚丙烯（PP）
• 聚苯乙烯（PS）
• 聚碳酸酯（PC）
• 丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）
• 其他常见和特种塑料

本标准规定了在规定的载荷和温度条件下，测量熔融树脂通过规定尺寸的模具挤出速率的程序。主要程序包括：

• 程序A：提供手动计时和称重。材料挤出10分钟。适用于熔体流动速率在0,15至50克/10分钟之间的材料。
• 程序B：使用活塞运动传感器自动计时和切割。适用于更高精度和自动化的场合。适用于低流量或高流量的材料。
• 程序C：采用顺序负载进行多负载测试。也称为熔体体积比 (MVR)，有助于分析不同剪切条件下的流动行为。

基本参数确定如下：

• 测试温度（例如 PE 为 190 度，PP 为 230 度）
• 测试负载（通常为 2,16 公斤、5 公斤或 10 公斤，具体取决于树脂类型）
• 模具尺寸：标准模具直径2,095mm，长度8,000mm

测试中使用的设备包括：

• 挤出塑性仪（也称为熔融指数仪）
• 模具和活塞
• 体重秤（高精度）
• 定时器（手动或自动）
• 切割工具或自动切割机

本标准的适用范围为：

• 聚合物生产中的质量控制
• 政党间比较
• 针对特定应用的材料选择
• 成型和挤压工艺优化
• 认证和符合规范

这种测试方法的优点是：

• 简单又快捷
• 成本效益
• 需要最少的样品制备
• 为制造商和设计师提供有价值的数据

该测试方法的局限性包括：

• 不适用于热固性塑料
• 不代表实际加工滑移率
• 单一温度/负载下的流动行为可能无法捕捉到完整的流变特性

因此，ASTM D1238 标准是聚合物行业的基础标准，为了解热塑性树脂的流动特性提供了重要见解。

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