熔噴無紡布廠商備用儀器：高流動性熔指測試儀

    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性越好。熔融指數(shù)代表了熔體的流動能力，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，熔噴布價格飛漲，因此，不少改性企業(yè)投入研發(fā)熔噴級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熔噴專用料熔指會有一定差異，材料流動性不一致，混用會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)材料出廠時需要檢測PP熔噴材料熔指，熔噴布加工企業(yè)也需要對來料的熔指進(jìn)行檢測，高精度熔指測試儀不可少。

    熔融指數(shù)儀的測試原理

    熔融指數(shù)儀是用來表征熱塑性高聚物在粘流狀態(tài)時流動性能的儀器。熔融指數(shù)儀的測試原理是在規(guī)定的溫度條件下，通過高溫加熱爐使被測聚合物達(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，通過熔體流速測定聚合物的黏度。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)儀的基本測試方法

    方法A

    在開始測試前，保證料筒在選定溫度恒溫不少于15min。根據(jù)預(yù)先估計的流動速率，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，開始用秒表計時，同時用切斷工具切斷擠出物并丟棄之。然后，逐一收集按一定時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)逐一稱量，準(zhǔn)確到1mg，計算它們的平均質(zhì)量。

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

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    方法A測出的熔體質(zhì)量流動速率（MFR）值，單位為g/10min，計算公式如下：

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    對于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的切段長度。在這種情況下，只有在240s內(nèi)得到的每個切段質(zhì)量達(dá)到0.04g以上時，才能使用方法A，否則應(yīng)使用方法B。

    方法B

    與依據(jù)時間測量擠出物質(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定其流動特性，此方法無需對擠出物進(jìn)行切割和稱重，可根據(jù)規(guī)定時間內(nèi)活塞移動的距離或活塞移動規(guī)定距離所用的時間來計算。

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

    如測定規(guī)定時間內(nèi)活塞移動的距離，當(dāng)下標(biāo)線到達(dá)料筒頂面時，開始自動測量活塞在預(yù)訂時間內(nèi)的移動距離，或測量活塞移動規(guī)定距離所用的時間，當(dāng)活塞桿的上標(biāo)線達(dá)到料筒頂面時停止測量。

    方法B測出的熔體體積流動速率（MVR）值，單位為cm3/10min計算公式如下：

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    方法B測出的熔體質(zhì)量流動速率（MVR）值，單位為g/10min計算公式如下：

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    PP熔噴專用料體積法熔指檢測儀

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

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

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

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