熔喷无纺布厂商必备：高流动性熔指测试仪

    疫情以来，口罩需求暴涨，口罩原料之一的熔喷无纺布严重短缺，PP熔喷专用料备受关注。

    PP熔喷专用料就是高熔融指数的聚丙烯，为本色颗粒，无杂质。国标《GB/T30923-2014塑料聚丙烯（PP)熔喷专用料》中关于熔喷PP专用料的技术要求主要有颗粒外观，熔体质量流动速率，灰分，挥发分，二叔丁基过氧化物残留量，分子量分布等，具体数值如下：

    其中熔体质量流动速率即熔融指数，是指熔体每10分钟通过标准口模毛细管的质量，数值越大，表示材料的加工流动性越好。熔融指数代表了熔体的流动能力，是聚合物材料加工性能的最重要的技术指标。而聚丙烯熔喷专用料的熔融指数越高，熔喷出的纤维就越细，制作成的熔喷布过滤性也就越好。

    口罩作为防护用品，过滤效率是其重要技术指标，因此用于制作口罩的PP熔喷料的熔指达到1500甚至是1800，熔点155℃，加工温度一般在240-265℃，降解温度280℃。

    由于合格的PP专用熔喷料供不应求，熔喷布价格飞涨，因此，不少改性企业投入研发熔喷级PP料；部分产线强行采用2040低熔指的PP生产熔喷布，产品质量无法保证。

    不同厂家、批次的PP熔喷专用料熔指会有一定差异，材料流动性不一致，混用会造成熔喷布纤维分布不均，过滤效率不合格。因此，不仅改性企业材料出厂时需要检测PP熔喷材料熔指，熔喷布加工企业也需要对来料的熔指进行检测，高精度熔指测试仪必不可少。

    熔融指数仪的测试原理

    熔融指数仪是用来表征热塑性高聚物在粘流状态时流动性能的仪器。熔融指数仪的测试原理是在规定的温度条件下，通过高温加热炉使被测聚合物达到熔融状态，并在规定的负荷重力下通过一定直径的小孔进行挤出试验，通过熔体流速测定聚合物的黏度。一般，熔体流速与黏度成反比，黏度高的材料流动阻力较大，在相同的条件下，其流速比黏度低的材料缓慢，这是熔融指数仪测定的基本依据。

    熔融指数仪基本结构如下图，由料筒、钢制活塞、温度控制系统、口模、可卸负荷等部件组成，配置如装料杆、清洁装置、切断工具等通用附件。

    熔融指数仪的基本测试方法

    方法A

    在开始测试前，保证料筒在选定温度恒温不少于15min。根据预先估计的流动速率，将一定质量的样品装入料筒并压实，完成装料后，根据材料的流动速率，将加负荷或未加负荷的活塞放入料筒。

    让活塞在重力的作用下下降，直到挤出没有气泡的细条，用切断工具切断挤出物并丢弃。然后让加负荷的活塞在重力作用下继续下降。当下标线到达料筒顶面时，开始用秒表计时，同时用切断工具切断挤出物并丢弃之。然后，逐一收集按一定时间间隔的挤出物切段，当活塞杆的上标线达到料筒顶面时停止切割。丢弃有肉眼可见气泡的切段，将保留下的切段(至少3个)逐一称量，准确到1mg，计算它们的平均质量。

    切段时间间隔取决于熔体流动速率，每条切段的长度应不短于10mm，最好为10～20mm。据预先估计的流动速率，料筒中样品质量及挤出物切断时间间隔如下：

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    方法A测出的熔体质量流动速率（MFR）值，单位为g/10min，计算公式如下：

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    对于MFR(和MVR)较小和(或)模口膨胀较高的材料，在240s的最大切段间隔内，可能难于获得不小于10mm的切段长度。在这种情况下，只有在240s内得到的每个切段质量达到0.04g以上时，才能使用方法A，否则应使用方法B。

    方法B

    与依据时间测量挤出物质量的方法A不同，方法B是基于聚合物熔体的体积排量测定其流动特性，此方法无需对挤出物进行切割和称重，可根据规定时间内活塞移动的距离或活塞移动规定距离所用的时间来计算。

    方法B测试步骤在下标线到达料筒顶面前与方法A一致。

    如测定规定时间内活塞移动的距离，当下标线到达料筒顶面时，开始自动测量活塞在预订时间内的移动距离，或测量活塞移动规定距离所用的时间，当活塞杆的上标线达到料筒顶面时停止测量。

    方法B测出的熔体体积流动速率（MVR）值，单位为cm3/10min计算公式如下：

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    方法B测出的熔体质量流动速率（MVR）值，单位为g/10min计算公式如下：

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    PP熔喷专用料体积法熔指检测仪

    口罩中无纺布塑料PP（聚丙烯）一般熔体质量流动速率在1000~2000g/10min之间，属于超级高流动性的塑料。

    普通质量法要求称重切断的重量，熔喷料流动性高，无法准确称重，因此采用体积法对熔喷料的熔融指数仪进行测试，《GB/T30923-2014聚丙烯熔喷专用料》中也有要求，按上述B方法进行测试。实验条件为M（温度：230℃，负荷：2.16kg），熔体密度值为0.7386g/cm3。

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    因此，PP熔喷专用料熔指测试时，选用的熔体流动速率仪需要适用于聚丙烯熔喷专用料等高流动性材料的熔体流动速率(MVR)的测试。

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