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周彦豪，等：塑料性能测试中一些问题的探讨 39 塑料性能测试中一些问题的探讨 周彦豪陈福林童速玲胡丽萍高琼芝蒲侠 (广东工业大学材料与能源学院，广州510643) 摘要以熔体流动速率为例，阐述塑料性能测试条件应尽量接近生产和使用条件。对一些易被曲解和误用的 性能进行了讨论。还简要地探讨了CAD和CAE所需的性能数据、性能测试的价格，并对IS0与ASTM测试方法进行 了比较。 关键词 性能测试 条件 曲解 CADCAEIS0ASTM 1～50 随着塑料生产、开发和使用的不断发展，性能的评价显 s“)，此时熔体流动行为非常接近牛顿性，故可用 得越来越重要，测试技术和各类性能试验方法标准也相继产 MFR推算熔体的剪切粘度，MFR值越大，剪切粘度越小。 生。塑料性能的测试是为了正确掌握它们的各种性能，这对 MFR除可表征流动性之外，还可表征聚烯烃的热加工 控制产品的质量、指导成型与加工、研究材料结构与性能的 稳定性，检测聚乙烯在大气暴露过程中若干主要结构的变 关系、了解使用范围等都有重要意义。然而，在产品研发和 化；也可用零切粘度吼和MFR所对应的表观粘度之比值来 生产、使用过程中，有关性能测试的一些问题并未引起足够 表征聚合物(聚丙烯)的分子量分布的宽度；亦有人提出用 的重视，例如测试条件如何尽量接近生产、使用条件，如何正 负荷lO．00×9．8N测得的MFR与2．16×9．8N测得的 确理解和掌握一些性能而不曲解和误用等，特别在我国加入 MFR之比值来粗略表征分子量分布。 WTO之后对有些标准、数据的引用及测试费用等问题尤其 特别值得注意的是，“既要相信MFR，又不要迷信 值得注意。 MFR”。由于测定MFR时的剪切速率很低，而塑料等聚合物 l 测试条件应尽量接近生产、使用条件 加工过程的剪切速率往往大得多…，如：平板模压的剪切速 现以熔体流动速率(MFR)为例来加以说明。MFR以前率为1～10s～；开炼、密炼及压延的剪切速率为10～100 称为熔体流动指数(MFI)和熔融指数(MI)，它是用类似于s～；挤出的剪切速率为1×102—1×103s～；注射的剪切速 毛细管流变仪的“熔体流动速率仪”来测定的，MFR是指热 率为l×103—1×104s一1。 塑性塑料在一定温度(通常在190℃或190℃以上)和负荷测试条件与加工的实际条件距离太远，有时不能正确反 (通常为2．160×9．8N)下，熔体每10min通过规定的标准 映加工性能。再者，塑料等高分子材料一般都是非牛顿流 口模(一般为长8mm、直径2．095mm)的质量，单位为∥ 体，往往表现出相当强的非牛顿性，其重要表现之一就是“切 10rnin。MFR越大，流动性越好。MFR并非聚合物的基本性力变稀”，即随着剪切速率增大(相当于加工机械的速度升 质，它只表征热塑性聚合物熔体流动的性能，它是由实验定 高)，物料粘度下降。 义的，是与聚合物熔体粘度，分子量及其分布，支化、交联程 有人曾尝试用两种MFR均为1．5∥10r11in的薄膜级低 度有关的参数¨’21。 密度聚乙烯C和D进行试验，结果发现D比C加工流动性 尽管“熔体流动速率仪”和测试方法最初主要是针对聚 好且平稳，易于挤出薄膜，这是因为D的分子量分布较宽， 乙烯的(用190℃，负荷2．160×9．8N)，但随着塑料工业的 M。／M。=10．3，而c仅为3．15，D的非牛顿性较强，随剪切速 发展，标准试验条件已随物料流动性的不同而有所改变，我 率升高，粘度下降快而且易于平稳；还有人用两种相同MFR 国标准和IS0均有所规定，例如：聚碳酸酯用300℃，负荷的聚丙烯开发吹塑容器，结果发现尽管MFR相同，但加工流 1．20×9．8 N；ABS树脂用200℃，负荷5．00×9．8N或10．00变性有