熔融指数

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，在十分钟内流过特定直径和长度的毛细管，压力通过规定的替代重量为替代规定的温度施加压力。 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，并且该值通常不附带单位，因为它被认为是 g/10min 是理所当然的。 同样，MFI测量的测试条件通常以千克表示，而不是任何其他单位。 该方法在类似的标准 ASTM D1238 和 ISO 1133 中有所描述。

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，熔体流动速率是衡量材料熔体在压力下流动能力的指标。 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所施加的力。 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分子量分布宽度的量度。

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，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，使最终制品的机械强度足以满足其使用要求。

ISO 标准 1133-1 规定了熔体流动速率的测量程序。 确定 MFI 的程序如下：

• 在专门设计的 MFI 设备中取出少量聚合物样品（约 4 到 5 克）。 将开口直径通常约为 2 毫米的模具插入设备中。
• 将材料妥善包装在桶内，以避免形成气穴。
• 引入了一个活塞，它充当导致熔融聚合物挤出的介质。
• 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。
• 预热后，将特定重量引入活塞。 标准体重的例子有 2.16 千克、5 千克等。
• 重量对熔融聚合物施加力，它立即开始流过模具。
• 在所需时间段后取出熔体样品并准确称重。
• MFI 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的方式的指示。

以前：（MFI = 熔体流动指数）→ 目前：（MFR = 熔体质量流动速率）

以前：（MVI = 熔体体积指数）→ 当前：（MVR = 熔体体积流量）

以前：（MFR = 熔体流动比）→ 当前：（FRR = 流动速率比）

大多数加工商可以轻松访问的流量参数是 MFI。 MFI 通常用于确定聚合物的加工方式。 然而，MFI 没有考虑剪切、剪切速率或剪切历史，因此不是衡量聚合物加工窗口的好方法。 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“地块”。 然而，现在情况并非如此，因为开发了一种仅根据 MFI 的知识来估算流变图的独特方法。

MFI 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 不考虑长链支化，也不考虑剪切和拉伸流变学之间的差异。 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相同。

MFI 和温度之间的关系可用于获得聚合物的活化能。 从 MFI 值开发的活化能具有简单易用的优点。 从 MFI 获得活化能的概念也可以扩展到共聚物，其中存在熔体粘度的异常温度依赖性导致存在。