1 测试部分
1.1 仪器与试剂
1.1.1 仪器
半自动熔体流动速率测试仪,意大利CEAST公司。
电子天平:精度为0.001g。
烘箱。
1.1.2 试剂
聚丙烯标样:MFR为2.72g∕10min 北京燕山树脂应用研究所
抗氧剂1010
丙酮:分析纯
1.2 试验方法
1.2.1 熔体流动速率仪的校正
用MFR为2.72g∕10min的聚丙烯标准物质,在仪器料筒温度达到(230士0.5)℃并恒温15min后,用电子天平称取4g标准物质,用压力为50 kPa的氮气吹扫料筒5s~10s后,在1min内将所取标准物质加进料筒,压实所加物料,按下计时器待4min仪器温度恢复正常后,加上砝码(2.16Kg),按下自动切割器按钮。取各时间切下的聚丙烯样条。称量连续切取的三个无气泡样条,计算MFR值,测试结果为2.70g∕10min,相对误差为0.7%。误差较小,表明仪器处于正常工作状况,否则需重新标校仪器。测试完毕后,卸出活塞杆及口模,仔细擦净筒体,活塞杆及口模锐孔。
1.2.2 样品的处理
将所取的6个样品充分混合后,取一混合样品用电子天平称取4g样品,加入4mL浓度为0.5%的抗氧剂1010丙酮溶液,充分润湿样品,放入70℃左右恒温供箱中干燥20分钟。取出后冷却至室温。
1.2.3 样品测试
用校正仪器时聚丙烯标准物质MFR测定的同一条件分析样品。
1.2.4 结果计算
试验结果按下式计算:
2 测试结果与讨论
2.1 取样代表性的影响
本试验以一批产品的试样做样品,只考察取样方式的不同对测试结果的影响。在生产线上每隔10包采一次样,所取的6个样品按采样先后顺序分别编号1﹟、2﹟、3﹟、4﹟、5﹟和6﹟,然后将此6个样品充分混合得到一混合样品。用电子天平分别称取上述7个样品各4g,加入4mL浓度为0.5%的抗氧剂1010丙酮溶液,充分润湿样品,放入70℃左右恒温供箱中干燥20分钟。取出后冷却至室温,按上述熔体流动速率测试仪器的校正步骤分别测定其MFR值,结果见表1。
由表1可以看出,1﹟、2﹟、3﹟、4﹟、5﹟、和6﹟样的熔体流动速率不尽相同,呈现波动性,但4次测定的重复性好。混合样与各单个样品的数据也出现差异。*,高聚物的分子量具有两个特点:一是它具有比小分子远远大得多的分子量,一般在104~107之间。二是除了有限的几种蛋白质以外,无论是天然的还是合成的高聚物,分子量都是不均一的,具有多分散性。
2.2 抗氧剂1010用量的考察
聚合物的降解是其分子量变小的化学反应的总称。影响降解的物理-化学因素很多,如热、机械力、超声波、光、氧、水、化学药品、微生物等。测试聚丙烯MFR时的样品主要是热氧化降解,聚丙烯的热氧化属于自由基连锁机理,有自动催化行为,可分为引发、增长、终止三步反应〔R、R′代表聚丙烯分子)。
加抗氧剂后,在链引发阶段,自由基与抗氧剂结合。从而使该链式反应迅速终止。
我们将杭耗剂1010(粉末状)用分析纯丙酮配制成0.5%抗氧剂丙酮溶液.对混合样品分别进行加剂量不同的测试,其MFR值见表2。
从表2可以看出,同一个样品,未加抗氧剂的,由于聚丙烯的热氧化降解,分子量变小MFR较大,随着抗氧剂1010量的增加,热氧化降解作用下降,MFR逐渐变小,当抗氧剂1010加到一定量后(4mL),再增加抗氧剂1010用量,MFR基本不变。
2.3 料筒温度对MFR测定值的影响
温度对物体内部分子运动的影响是不言而喻的,对于高聚物来说,温度的影响尤为显著,升高温度使分子的热运动能和分子的活动空问(即体积)增加,当温度升至一定程度,由于更激烈的热运动,高分子链间的局部相互作用已不足以阻止分子的移动,从而分子链开始整体运动,表现出高聚物的高弹态,再继续升温,高聚物就开始从高弹态向流动态转变,并呈现明显的流动态。
2.4 其它因素的影晌
除了上面讨论的3大因素对聚丙烯的熔体流动速率有较大影响外,操作时料筒未擦干净,对聚丙烯的MFR值也有影响。这是因为,料筒未擦净,其表面存在一层物料热氧降解的低分子产物,在下一次的测试过程中,它们起着“润滑剂”的作用,使熔体流动速率增大,导致MFR值偏高。若下一次测试间隔时间较长,残留在筒壁上的低分子产物进一步降解及缩合结焦,则情况相反。此外,试验证明,加料时间、料筒中物料是否压实、口模是否洁净等对MFR值均有影响。
3 结论
聚丙烯样品的取样方式、抗氧剂1010的用量、料筒温度对聚丙烯熔体流动速率有者重大的影响。试验表明,聚丙烯祥品的取样方式要采取多点采样(6个点或6个以上)的混合样作为测试样品。抗氧剂1010的用量为试样量的0.5%,配成抗氧剂1010丙酮溶液使用时加入量为4mL,料筒温度为(230±0.5)℃。
加样时间应控制在1min内,料筒中物料要压实,料筒,料杆要干净、光洁;在平时的工作当中,要认真积累经验,注意测试的每一个环节,才能保证数据的准确可靠。