塑料降解與MFI測試教材課件

1、Snowden H.F. Wei 2004-02-28定義:熔融流動指數是指熱塑性塑料在一定的溫度和負荷下, 熔體每10分鐘通過標準口模的量.相關測試標準: ASTM D-1238 ISO 1133GB 3682-83 JIS K7210DIN 53735 BS 2782目的:1. 熱塑性塑料進料品質控制;2. 塑件產品工程選材分析;3. 制程注塑條件設定參考;4. 塑料生產制程降解度分析評估.MFI 測試的幾大要素:1.溫度2.荷載3.預熱時間4. 材料MFI 測試需求的資料:1.材料名稱2.材料規(guī)格3.生產廠商4. 材料相關性能資料MFI 與注塑成型的關系1. MFI 值過高可能導至制品溢

2、邊現象2. MFI 值過低可能導至制品填充不足現象3. MFI 值過低可能導至制品皺招及麻面現象4. MFI 值過低調整注塑成型條件可能導至材料降解度偏高1. MFI 值過高可能導至制品噴流痕現象塑料降解:塑料降解一詞是指高分子聚合物達到其生命周期終結時，聚合物分子量下降，材料物性下降，材料表現為發(fā)脆、碎裂、喪失力學強度等。塑料降解一般有以下幾種方式: 光降解、光生物降解、全生物降解、氧化降解、熱降解、環(huán)境降解等。塑料簡介:塑膠材料是由許許多多的卷曲的高分子鏈彼此相互纏繞在一起而成的,當高分子受力的時候,卷曲的高分子被拉升,使其具有金屬無法比擬的伸長率;由于高分子長鏈相互纏繞在一起,分子鏈間有

3、較大的作用力,使得塑料具有較高的機械性能且在熔融狀態(tài)下具有較大的熔體粘度.HDPEPS注射成型、染色造粒及樣品回收粉碎等過程中,塑膠材料受高溫條件影響，分子鍵之間的作用力減小，在螺桿高速旋轉及高壓推進的過程中遇狹隙流道，部分分子鍵被剪切破壞至使分子量下降，造成塑料降解。塑料每經過一道熱加工工序均會產生降解現象塑料降解與注塑成型:塑料降解與注塑成型:Degradation 降解TemperatureTime 時間How is heat added to the polymer外熱如何作用于塑料Electrical Heat: 電加熱Heater Bands 加熱帶Mechanical Heat

4、機械熱Screw Speed 螺桿速度Back Pressure 背壓Injection Pressure / Speed 注射速度/壓力Adding Heat Increases Space 外熱提供空間Between Molecular Chains 在分子鏈之間Raise Temperature of PolymerTGLocked 固態(tài)EntanglementsStiff Flow難于流動Easier Flow 較易流動塑料降解與注塑成型:塑料降解與MFI :塑料在注塑成型過程中受剪切力影響造成分子量減小，同時分子鍵之間相互纏繞的作用力也相應減小，機械強度相應降低，其本身具有的熔融狀態(tài)

5、下的高熔體粘度特性也相應降低，即：材料流動性能（MFI）增高。塑料經過注塑成型加工產生降解，其制品的機械強度與熔融流動性能成反比發(fā)展！通過MFI 了解塑料降解:降解率（%）= （成型后樣品MFI 成型前原材料MFI）/ 成型前原材料MFI * 100%注意：1. 成型前原材料必須系被評估樣品同一制程中使用的同一批次（供應商生產批次）材料;2. 被評估之樣品在作材料破碎時要盡可能減小對材料分子結構的破壞;3. 被評估之樣品不可與其它化學試劑或有機溶劑接觸.塑料降解對制品的影響:外觀：1. 顏色相對變黃、變暗、變灰；2. 表面光澤度降低；3. 情況嚴重時會的裂紋現象；4. 透明材料透明度降低；塑料

6、降解對制品的影響:性能：1. 抗沖擊強度降低影響制品承受處來沖擊力的能力2. 延伸性能降低影響超聲螺母、自功螺絲以及緊密配合卡位等裝配性能3. 卡鉤等彈性部位彈性模量降低影響制品使用壽命4. 導光部件導光率降低影響制品光學效應5. 塑料降解影響產品環(huán)境適應能力降低5. 塑料降解影響產品阻燃及電器安全性能注塑成型與塑料降解:Melt Temperature 熔融溫度Mold Temperature 模具溫度Temperature Profiles 溫度曲線Residence Time 停留時間Injection Speed 注射速度Injection Pressure 注射壓力Pack Pres

7、sure 保壓Clamp Tonnage 鎖模力Cushion 緩沖料墊重要加工參數100010010100100010000ApparentViscosity(Pa/s)Shear Rate (1/s)注射速度表觀粘度剪切速率注射速度影響熔體粘度注塑成型與塑料降解:Degradation 降解TemperatureTime 時間Electrical Heat: 電加熱Heater Bands 加熱帶Mechanical Heat 機械熱Screw Speed 螺桿速度Back Pressure 背壓Injection Pressure / Speed 注射速度/壓力注塑成型與塑料降解:熔融溫度35302520151050.030.060.090.120.150.180.210.240Wall Thickness in Inches壁厚(In)MeltFlow(in.)LEXAN?101550 deg F.101 600 deg. FIncreased Melt Temperature yields increased Flow.提高熔融溫度導致增加流動However, Too High a Melt Temperat