熔体流动指数

熔体流动指数(MFI)是衡量热塑性聚合物熔体流动难易程度的指标。它被定义为聚合物的质量，以克为单位，通过在替代规定温度下通过规定的替代重量施加的压力在十分钟内流过特定直径和长度的毛细管。聚合物加工商通常将MFI的值与他们必须为不同工艺选择的聚合物等级相关联，并且该值通常不伴随单位，因为它被认为是理所当然的g/10min。同样，MFI测量的测试条件通常以千克而不是任何其他单位表示。

熔体流动速率是分子量的间接量度，高熔体流动速率对应于低分子量。同时，熔体流动速率是材料熔体在压力下流动能力的量度。熔体流动速率与测试条件下熔体的粘度成反比，但应记住，任何此类材料的粘度都取决于施加的力。一种材料在不同重量下的两个熔体流动速率值之间的比率通常用作衡量分子量分布宽度的指标。

熔体流动速率非常常用于聚烯烃，聚乙烯在190°C下测量，聚丙烯在230°C下测量。塑料工程师应该选择一种熔体指数足够高的材料，以使熔融聚合物可以很容易地形成预期的制品，但又要足够低，以使最终制品的机械强度足以满足其使用需求。

ISO标准1133-1规定了熔体流动速率的测量程序。MFI的确定程序如下：

1. 少量聚合物样品（约4至5克）被放入专门设计的MFI设备中。将具有通常约2毫米直径的开口的模具插入设备中。
2. 材料被正确包装在桶内，以避免形成气穴。
3. 引入活塞，该活塞充当导致熔融聚合物挤出的介质。
4. 将样品预热指定的时间：聚乙烯在190°C下预热5分钟，聚丙烯在230°C下预热6分钟。
5. 在预热之后，将指定的重量引入活塞上。标准重量的示例是2.16公斤、5公斤等。
6. 重量对熔融聚合物施加一个力，它立即开始流过模具。
7. 在所需时间后取出熔体样品并准确称重。
8. 熔体流动指数以每10分钟测试持续时间的聚合物克数表示。

熔体流动指数的同义词是熔体流动速率和熔体指数。更常用的是它们的缩写：MFI、MFR和MI。

令人困惑的是，MFR也可能表示“熔体流动比”，即不同重量下两种熔体流动速率之间的比率。更准确地说，这应该报告为FRR（流量比），或简称为流量比。FRR通常用作流变行为受材料分子量分布影响方式的指示。

以前：（MFI=熔体流动指数）→当前：（MFR=熔体质量流量）

以前：（MVI=熔体体积指数）→当前：（MVR=熔体体积-流速）

以前：（MFR=熔体流动比）→现在：（FRR=流动速率比）

大多数处理器易于访问的流量参数是熔体流动指数。熔体流动指数通常用于确定聚合物的加工方式。然而，熔体流动指数没有考虑剪切、剪切速率或剪切历史，因此不是聚合物加工窗口的良好衡量标准。它是在相对较低的剪切速率和温度下进行的单点粘度测量。早些时候，人们常说MFI给出了一个“点”，而实际上需要的是聚合物加工商的“图”。然而，现在情况并非如此，因为开发了一种仅根据MFI知识来估计流变图的独特方法。

熔体流动指数设备不是传统聚合物加工意义上的挤出机，因为没有螺杆来压缩、加热和剪切聚合物。此外，MFI没有考虑长链支化，也没有考虑剪切流变和伸长流变之间的差异。因此，具有相同MFI的两种聚合物在任何给定的加工条件下都不会表现出相同的行为。

MFI与温度之间的关系可用于获得聚合物的活化能。从MFI值发展而来的活化能具有简单易得的优点。从MFI获得活化能的概念也可以扩展到共聚物，其中熔体粘度存在异常的温度依赖性，导致每种共聚物存在两个不同的活化能值。

以前的MFI（现在的MFR）=10分钟内熔化样品的重量（克）