SHK-K103熔體流動速率儀
SHK-K103熔體流動速率儀
一、用途:
熔體流動速率儀是按GB3682-2018的試驗方法測定塑性高聚物在高溫下流動性能的儀器，用于聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、ABS 樹脂、聚碳酸酯、位的生產和研究之中。
二、主要特征：
1、 擠壓出料部分：
出料口直徑：Φ2.095±0.005毫米
出料口長度：8.000±0.025毫米
裝料筒直徑：Φ9.550±0.025毫米
裝料筒長度：152±0.1毫米
活塞桿頭直徑：9.475±0.015毫米
活塞桿頭長度：6.350±0.100毫米
2、 標準試驗力
1級：0.325 kg=（活塞桿+砝碼托盤+隔熱套+1號砝碼體）=3.187N(標配)
2級：1.200 kg=(0.325+2號0.875砝碼)=11.77 N(選配)
3級：2.160 kg=(0.325+3號1.835砝碼)=21.18 N(標配)
4級：3.800 kg=(0.325+4號3.475砝碼)=37.26 N(選配)
5級：5.000 kg=(0.325+5號4.675砝碼)=49.03 N(選配)
6級：10.000 kg=(0.325+5號4.675砝碼+6號5.000砝碼)=98.07 N(選配)
7級：12.500 kg=(0.325+5號4.675砝碼+6號5.000+7號2.500砝碼)=122.58 N(選配)
8級：21.600 kg=(0.325+2號0.875砝碼+3號1.835+4號(選配)
3.475+5號4.675+6號5.000+7號2.500+8號2.915砝碼)=211.82 N
砝碼質量相對誤差≤0.5%(選配)。
3、 溫度范圍：室溫-400℃
4、 恒溫精度：±0.5℃。
5、 電源：220V±10% 50Hz
6、 工作環境條件：環境溫度為10℃-40℃；環境相對濕度為30%-80%；周圍無腐蝕性介質，無較強的空氣對流；周圍無振動、無較強的磁場干擾。
7、 儀器外形尺寸：250×350×600=（寬×厚×高）
三、結構及工作原理：
熔體流動速率儀是一種擠出塑料計。它是在規定溫度條件下，用高溫加熱爐使被測物達到熔融狀態。這種熔融狀態的被測物，在規定的砝碼的負荷重力下通過一定直徑的小孔進行擠出試驗。在工業企業的塑料生產中及科研單位的研究中，經常用“熔體（質量）流動速率”來表示高分子材料在熔融狀態下的流動性、粘度等物理性能。所謂熔融指數就是指擠出物各段試樣的平均重量折算為10分鐘的擠出量。
1，熔體（質量）流動速率儀用MFR表示，單位為：克/10分鐘（g/min）公式表示：MFR(θ、mnom )=tref .m/t
式中： θ—— 試驗溫度
mnom— 標稱負荷Kg
m —— 切斷的平均質量g
tref —— 參比時間（10min）, S ( 600s )
t —— 切斷的時間間隔s
例：一組塑料試樣，每30秒鐘切取一段，各段質量的結果是：0.0816克、0.0862克、0.0815克、0.0895克、0.0825克取。
平均值m =（0.0816+0.0862+0.0815+0.0895+0.0825）÷5=0.0843(克)
代入公式：MFR=600×0.0843/30=1.686(克/10分鐘)
2，熔體（體積）流動速率儀用MVR表示，單位為：立方厘米/10分鐘（㎝3/10min）公式表示：MvR(θ、mnom ) = A.Tref.L/T
式中：θ—— 試驗溫度
mnom— 標稱負荷Kg
A —— 活塞和料筒截面積平均值（等于0.711cm3)
tref —— 參比時間（10min）, S ( 600s )
t —— 預定測量時間或者各個測量時間的平均值
L—— 活塞移動預定測量距離或各個測量距離平均值
本儀器由加熱爐和控溫系統所組成并安裝在機身（立柱）底座上。
溫控部分采用單片機調功率控溫方式，它的抗干擾能力強，控溫精度高，控制穩定，爐內加熱絲按一定規律纏繞在加熱棒上，使溫度梯度為最小，以滿足標準要求。
四、操作說明
1,儀器結構
五. 安裝 2.1儀器開箱檢驗
儀器在搬運過程中要避免劇烈的振動和機械損傷，若由于包裝箱體破損，請及時與相關運輸部門聯系并通知我公司，請操作者不要自行處理。
按照裝箱單，對隨機附件逐一核對，附件若與裝箱單不符，請及時與我公司聯系。
2.2安裝
該儀器應安放在牢固平穩的工作臺上，工作臺高600mm為宜。在試驗之前首行下面的操作：
將水平儀插入料筒內，調整機身底部的地腳螺釘，直到水平儀上的水準泡移到水平儀的中心圓圈內，表明儀器已調整到水平。將水平儀取出存放。
注意：水準泡移向哪邊，說明哪邊高，需降低哪邊的高度，如果儀器位置進行變更，則要重新進行水平調整。在調整水平時，爐體不允許通電加熱，不能在爐溫高于50℃時把水平儀插入料筒內，以免燒壞水平儀。 將爐體外手柄向內推到底，把口模放到料筒上口處，可用口模清理棒或加料頂桿輔助口模滑入料筒底部，落在料筒底部擋板上。注意不要用力過猛以免將料筒內壁劃傷。將爐體外手柄向外拉出，口模可從爐體底部經落料區滑出（如不能滑出則用加料頂桿從料筒上部微壓即可）。
2.3 附件
輔助主機部分完成試驗的裝置，由料筒、活塞、口模、砝碼、刮刀、裝料漏斗、加料頂桿等。
2.3.1 料筒，料筒置于爐體內腔，材料為合金鋼，內壁硬度較高，并具有耐腐蝕性。內徑為（9.550±0.025）mm，長度為160mm。
2.3.2 活塞，活塞材質為耐腐蝕合金鋼，硬度略低于料筒內壁硬度。活塞全長193mm，有效長度175mm，活塞桿直徑為9mm，軸線彎曲不大于0.02%。活塞頭長度為（6.35±0.10）mm，其直徑比料筒內徑小（0.075±0.010）mm，表面粗糙度小于0.25μm。活塞頭下部邊緣倒角的半徑為0.4mm。活塞桿上標記有五條刻線，最外面兩條是ISO1133規定的試驗區間，其余三條是ASTM D 1238測試方法規定的，根據采用的測試標準，在試驗時選擇不同的參考線。
2.3.3 口模，用碳化鎢制成，口模外徑與料筒內徑成間隙配合，口模內徑為（2.095±0.005）mm，內壁粗糙度小于0.25μm，高度為（8.000±0.025）mm。
2.3.4 砝碼，負荷是砝碼、托盤和活塞重量之和，精度為±0.5%。
2.3.5 漏斗及加料頂桿，漏斗及加料頂桿是加料裝置。把漏斗插入料筒內，試驗時把預先稱重處理好的試樣經漏斗填入料筒內，再迅速用加料頂桿壓實。
3. 試驗操作
3.1試樣制備
3.1.1試樣準備：在進行試驗之前，為使測量結果準確，要按產品標準準備好試樣（有的試樣需提前進行干燥處理）。試樣形狀：顆粒、粉料、小塊、薄片等形狀。
根據試樣的預計流動速率按下表稱取試樣。
試樣加入量與切樣時間間隔關系表
| 流 動 速 率（g/10min） | 試 樣 加 入 量（g） | 切 樣 時 間 間 隔（S） |
0.1～0.5
>0.5～1.0
>1.0～3.5
>3.5～10
>10～25 | 3～5
4～6
4～6
4～8
4～8 | 240
120
60
30
5～15 |
注: l 易氧化降解的試樣，在裝料前，須用氮氣吹掃料筒。
l 如果本試驗中所測得的數值小于0.1g/10min或大于100g/10min，建議不測熔體流動速率。
l 當材料密度大于1.0g/cm
3時，可能需增加試樣量。
3.1.5 準備備用品： A隔熱手套1副； B口模清理棒；C漏斗；D加料頂桿； E擦拭活塞、口模、料筒用的紗布和軟布；F將一條寬約50mm左右的紗布條從料筒清洗棒頭部起，螺旋形纏繞在料筒清洗棒上，纏繞后的料筒清洗棒直徑應能插入料筒內且松緊適宜。
通電開機后屏顯如下圖所示：
l 上圖是開機之后的主界面，也是我們操作所在的界面，圖片的上面藍色區域為顯示的實際溫度，編碼器位移數據，編碼器的計時，和切料時間，切料次數等，藍色區域最右側為倒計時（倒計時是指材料放入料筒之后的預熱時間，分GB和ASTM的區別，一般GB規定的為4min，ASTM規定為5min）。
l 中間空白區域為溫度曲線顯示，顯示的是實時曲線，再往下看，MFR和MVR，分別表示質量法熔融指數和體積法熔融指數，材料類型，和功能鍵，其中
表示升溫或者關閉升溫，
表示啟動（自動切割的啟動功能鍵），
表示停止（停止切割取料等）.
點擊右下角
菜單功能鍵，可進入如下主選擇菜單界面。
選擇菜單界面顯示如下：
此為主選擇菜單界面，從左上個功能開始，分別為：
1，試驗設置：設置試驗參數（材料編號，材料名稱，試驗砝碼，MFR結果，MVR結果，和熔融密度等數據），如下圖所示：
2，試驗報告：測試完成后，顯示試驗結果的界面，如下所示：
3，時間日期：顯示系統的時間日期等功能，可更改。
4，打印設置：選打印機的傳輸比例，不可更改）
5，數據保存：用于保存系統參數，此功能尚不對客戶開放.
6,系統設置：用于廠商調整內部參數，校準溫度以及其他功能使用，如調整，請聯系廠家，如下所示：
試驗前準備工作 自動加載砝碼設置：入試驗設置界面，選擇所測試材料名稱和編號，選擇需要的砝碼（砝碼標準參照GB-3682),選擇完成后，砝碼加載機構進行砝碼選定，此步驟不需要人為干預，時間持續數秒，然后按菜單鍵“
”，進入操作界面，點擊恒溫設置設置所需溫度（溫度標準參照GB-3682或說明書附表1)，
砝碼重量自動顯示所需重量， 點擊升溫功能鍵，開始升溫，左上角溫度顯示升溫中，整個過程大約10分鐘。此時我們可以先將口模放置在料筒內。
本儀器可進行質量法和體積法的兩種試驗，具體操作方式下面進行簡單介紹。
3.2質量法試驗
在主操作界面如下圖所示：
l 按照標準要求，質量法需要切割材料，稱重然后得出結果，結果的表示單位為g/10min（前提準備一臺精度至少為0.01g的電子秤），首先設置試驗的溫度，和切料時間和間隔，點擊溫控開關，此時左上角的溫度和中間的溫度實時變化，常溫到設置溫度一般時間為5-10min，恒溫之后稍微4-5min，我們進行加料
l 把試樣加入料筒后用壓料頂桿壓實，把活塞桿重新放入料筒中，然后點擊右上角的倒計時，開始測試模式，在倒計時的時候，我們將砝碼托架順時針方向移動至活塞桿上方
l 倒計時結束后，將所需砝碼加于活塞桿上方，此時因為受到重力因素，塑料開始從口模中擠出，當活塞桿下刻度線和儀器外殼表面平行的時候（標準未要求一定要平行，只是規定了取料要在兩個刻度線中間取），點擊“啟動”按鈕，進行試驗控制，系統根據配置信息，控制切料電機進行切料，一般情況取料為3-5段，樣條冷卻后，置于天平上，分別稱重，輸入到“物料稱重”，或計算質量平均值，輸入到“稱重重量”中；系統自動計算測試結果，界面顯示本次試驗的質量流動速率。
l 按要求清洗料桶及口模，防止樣料碳化影響儀器精度。
備注：加完料后，按倒計時，按照標準時間倒計時完成后，砝碼會自動加載，無需按屏幕右側的手動加載鍵。 計算公式：
熔體（質量）流動速率儀用MFR表示，單位為：克/10分鐘（g/min）公式表示：MFR(θ、mnom ) =tref .m/t
式中： θ—— 試驗溫度
mnom— 標稱負荷Kg
m —— 切斷的平均質量g
tref —— 參比時間（10min）, S ( 600s )
t —— 切斷的時間間隔
注意： 若試樣流動速率高于10g/10min，則預熱時試樣會有較大損失，在這種情況下預熱期間可以不加砝碼或加較小的砝碼，在4min預熱結束后換成所需的砝碼。 3.3 體積法試驗 體積法的操作： 在測試體積法之前，要將體積的位移測量裝置歸零（接近垂直狀態），如下圖所示： 
圖1 圖2 把試樣加入料筒后用壓料頂桿壓實，把活塞桿重新放入料筒中，然后點擊屏幕上面的倒計時，開始測試模式
備注：切記切割時間要設置為999S，次數大于1次即可，體積法無需切割。
當4分鐘倒計時完成之后，將所需砝碼壓在活塞桿上，這個時候由于增加重量，料會較快速流出，當流至下刻度線于表面平行的時候，會出現滴的一聲，表示測試完成。然后在設置項的試驗結果處，會出現測試結果，此時測試完成。
假如我們要進項多次試驗，那么需要在清理完成之后，將位移測量裝置（位移測量桿）歸位，并且點擊屏幕運行按鍵，然后再按一次停止即可完成位移清零，然后在進行下一次試驗。
在主界面下，像做質量法測試一樣，設置材料的實驗溫度，砝碼和編號等（體積法測試切割時間設置為999S，次數999次，因為體積法無需切割稱重），升溫以及恒溫后，然后加料，放入活塞桿，將砝碼托盤順時針置于活塞桿上方，在放活塞桿之前，我們將左側的編碼器的延長測試針，旋轉至活塞桿延長桿下方
l 此時的MVR的數據，隨著活塞桿的下降，材料的擠出，開始變動（MVR起始數據一般為1000）
l 當活塞桿的下刻線與儀器外殼齊平時，系統開始自動測量， 在測量過程中， 除測量“啟動/停止”按鈕可進行操作外，其它按鈕不能進行操作，當活塞桿的上刻度線與儀器外殼平齊時，體積測量結束，此時電機自動上升至頂端，試驗結束后MVR出自動顯示所計算的體積流動速率MVR。
l 按儀器要求進行清洗。
熔體（體積）流動速率儀用MVR表示，單位為：立方厘米/10分鐘（㎝3/10min）公式表示：MvR(θ、mnom ) = A.Tref.L/T
式中：θ—— 試驗溫度
mnom— 標稱負荷Kg
A —— 活塞和料筒截面積平均值（等于0.711cm3)
tref —— 參比時間（10min）, S ( 600s )
t —— 預定測量時間或者各個測量時間的平均值
L—— 活塞移動預定測量距離或各個測量距離平均值
注意： 1，做體積法的時間，不能按“啟動”按鈕，不然MVR位置數據會恢復默認的1000，測試就無法完成。 2，每次做完一次體積法之后，需要將編碼器延長測試針恢復到原始位置，點擊一下“停止”鍵，MVR位置則會恢復默認1000（此步驟是為了消除編碼上一次測試產生的丟步等問題） 3.5 自動測試方法（質量法體積法同時測試）
在主界面下，像做質量法測試一樣，設置材料的實驗溫度，砝碼和編號等（切割時間按質量法設置一樣，次數也是一樣，比如設置10秒切割一次，切割10次等），升溫以及恒溫后，然后加料，放入活塞桿，將砝碼托盤順時針置于活塞桿上方，在放活塞桿之前，我們將左側的編碼器的延長測試針，旋轉至活塞桿延長桿下方，點擊倒計時功能，此刻等待4或6min。
倒計時完成后，砝碼脫落，開始自動加載砝碼，此刻體積法位移開始計時，當活塞桿下刻度線到達機器機器外殼平面的時候，系統開始自動切割，切割時間次數按照設置的進行。等待切割完成（如切割時間過長，會按照上刻度線為標準，自動停止測試），此時體積法自動得出結果，將自動切割出的一段一段試條，拿電子稱稱重，在“物料重量”輸入稱重結果，算出質量法結果，同時，計算出熔融密度值。
3.4 熔融密度及體積法、質量法轉換
熔融密度計算公式1：熔融密度（FRR）是指材料的質量法熔融指數（MFR）和體積法熔融指數（MVR）的比值，是研究高分子的一項重要參數，用來表示分子量對流變行為的影響，計算公式如下：
熔融密度(g/cm3)=MFR/MVR
備注：當一種材料我們做完質量法測試之后，然后在進行體積法測試，當體積法測試完成后，熔融密度自動計算出其比值，也就是熔融密度
熔融密度計算公式2：
m：活塞移動3cm時（即活塞桿的刻度線到第二刻度線的距離）的質量，單位g。
A：料筒橫截面積和活塞桿的平均值（標準數據為固定的），等于0.711cm2，單位平方厘米
L：活塞桿移動的測量距離或者預定的測量距離平均值，單位CM(這個距離一般等同于m）
舉例：比如活塞桿兩刻度線距離為L=3cm，從刻度線開始切割一次，到第二刻度線切割一次，取得一條試樣，重量為1g，那么熔融密度為：1g/0.711cm2*3cm==0.4688g/cm3.
l 同時，也可以通過體積法，輸入密度，得出質量法（此密度為熔融密度，區別于常溫密度），具體操作如下，先通過試驗，得出MVR數據，然后稱重重量處輸入O0.000，將MFR清零，在密度處輸入密度，確認OK之后，自動計算出MFR
注意：通過MVR和密度算出質量法，密度必須為熔融后的密度，此方法只作為參考。 3.5 打印和保存、時間設置
l 在主界面中，點擊“下一頁”按鈕進入測試結果界面，如下圖所示：
l 可以存儲10組實驗數據，分別列出了MFR和MVR，點擊打印機圖標即可打印數據，做完10組試驗后，點擊CLEAR，所有數據清零。
l 點擊U盤圖標，在儀器后面電源線插孔旁邊，即可導出測試數據。
3.6 軟件輸出：
l 將主機的USB連接到電腦上，然后雙擊打開軟件。
l
l 打開界面如下所示：
l 首先，點擊尋找設備，此時后面出現一個端口信息，然后點擊連接設備，這時設備和軟件建立了通訊，通過以上界面可以直接設置并保存所有觸摸上的數據，具體操作方式同觸摸屏相似。
l 測試完成后，我們可以將測試報告保存在的位置，保存方式如下所示：
l 點擊保存位置，可以隨意文件夾，然后點擊保存EXCEL，即可在電腦的此目錄查看數據，
注意：此軟件需要在一定的操作系統下使用，目前不再支持WINDOWS XP系統。 如通訊不成功，請查看是否安裝了
3，儀器的校準
l 位移計量，本系統以條環線為零位，將活塞桿放入料桶內，正確安裝位移測量裝置，將活塞桿緩緩提出，當活塞桿條環線與料桶齊平時，記錄屏幕上方的MVR位置數據，為編碼器起始位置，當活塞桿第二條環線與料桶齊平時，記錄屏幕上方的MVR位置數據，為編碼器終止位置，在設置參數里面，分別輸入起始的數據和終止數據，調整完成。
l 計時計量，使用秒表對系統計時器進行計量，點擊“計時開始”按鈕開始計時，點擊“計時停止”按鈕停止計時；
l 溫度計量，將溫度計探頭插入料筒內，插入之前要將口模放入料筒中，等待溫度計的溫度到達并穩定5min后，讀取溫度計實際數據，并記錄之，然后點擊系統設置，，一直進入下一頁，直到一下界面，
校準方法為：實際溫度/顯示溫度*原始數值
其中：實際溫度為溫度計測量的溫度
顯示溫度為觸摸屏顯示的溫度
對應的這一段的數值
例如，校準200℃，實際測量為201℃，我們在進入到上一界面，然后查看右上角的電阻值（每一個溫度點，都會對應一個電阻值，假設200℃電阻值為192Ω）我們找到190-200Ω，那么就是201/200*1.00=1.005，將1.005帶入到190-200Ω這一段，然后替換之。等待1分鐘，關機，校準完成。
注意：因為加熱部分采用的是上下獨立的雙溫控系統，上圖中PT100-CH2，為下加熱套，PT100-CH1為上部加熱套，所以校準的時候，一般校準下部，也就是校準PT100-CH2所對應的電阻值 3.7儀器的清洗
試驗完成后，應及時對儀器進行清洗，否則會影響本儀器的性能。
3.7.1活塞清洗：由于熔融料的粘附，活塞在直接提起的時候，阻力可能很大，此時可一邊順時針轉動基礎砝碼，一邊漸漸向上提起。
3.7.2口模清洗：把擋板拉軸向左拉出，用加料頂桿把口模從爐體下方頂出，同時，帶著隔熱手套在爐體下方接住口模。迅速用口模清理棒將口模孔內殘余熱料頂出，然后用紗布或軟布把口模外表面擦拭干凈。
3.7.3料筒清洗：用纏繞帶紗布的清洗桿插入料筒內迅速上下擦拭，到干凈為止。
注意：清洗和試驗操作中應帶隔熱手套，以免燙傷。以上操作都要趁熱進行，對一些難清洗的試樣可適當加些潤滑物（如硅油、石蠟或其他化學試劑）輔助清洗。禁止使用可能損壞活塞、料筒或口模表面的磨料或材料。 4．儀器存放、維護保養
4.1 本儀器及其附件必須置于干燥的環境內。
4.2 在試驗完畢附件必須加抹防銹脂，在試驗前除掉防銹脂。
4.3 在試驗完成之后，必須關掉電源，以免發生意外情況。
附錄A
測定熔體流動速率的試驗條件 所用試驗條件應由相應材料命名或規格標準規定,表A1列出了已證明是適用的試驗條件。
| 條件(字母代號) | 試驗溫度θ，℃ | 標稱負荷(組合)mnom,kg |
| A | 250 | 2.16 |
| B | 150 | 2.16 |
| D | 190 | 2.16 |
| E | 190 | 0.325 |
| F | 190 | 10.00 |
| G | 190 | 21.6 |
| H | 200 | 5.00 |
| M | 230 | 2.16 |
| N | 230 | 3.80 |
| S | 280 | 2.16 |
| T | 190 | 5.00 |
| U | 220 | 10.00 |
| W | 300 | 1.20 |
| Z | 125 | 0.325 |
注：如果將來需要使用本表中未列出的試驗條件,例如,對新的熱塑性材料,
則只可選擇本表中已使用的負荷和溫度 |
附錄 B
熱塑性材料的試驗條件 | 材料 | 條件(字母代號) | 試驗溫度θ，℃ | 標稱負荷(組合)mnom,kg |
| PS | H | 200 | 5.00tuy743 |
| PE | D | 190 | 2.16 |
| PE | E | 190 | 0.325 |
| PE | G | 190 | 21.60 |
| PE | T | 190 | 5.00 |
| PP | M | 230 | 2.16 |
| PP | | 230 | 5.00 |
| ABS | U | 220 | 10.00 |
| ABS | | 240 | 10.00 |
| ABS | | 265 | 10.00 |
| PS—1 | H | 200 | 5.00 |
| E/VAC | B | 150 | 2.16 |
| E/VAC | D | 190 | 2.16 |
| E/VAC | Z | 125 | 0.325 |
| SAN | U | 220 | 10.00 |
| ASA、ACS、AEDPS | U | 220 | 10.00 |
| ASA、AEDPS | | 240 | 10.00 |
| ASA、AEDPS | | 265 | 10.00 |
| PC | W | 300 | 1.20 |
| PMMA | N | 230 | 3.80 |
| PB | D | 190 | 2.16 |
| PB | F | 190 | 10.00 |
| PB | T | 190 | 5.00 |
| POM | D | 190 | 2.16 |
| PP | T | 190 | 5.00 |
| MABS | U | 220 | 10.00 |
常見問題分析及處理方法
| 常見問題 | 原因分析及通常處理方法 |
| 無顯示或升溫過程中顯示消失 | 檢查電源是否接好，電源保險是否被燒壞，電源地線是否接好 |
| 升溫但不能恒溫或加熱超過設定溫度很多還不停止 | 電源的電壓波動過大，前級需接穩壓電源 |
| 不加熱 | 檢查加熱保險是否正常，如損壞更換即可 |
| 手柄不能自由推拉 | 可能是料筒內部有殘余料沒清除干凈。設定一個溫度直接加熱，加熱到一定溫度，推拉手柄即可。每次試驗完畢，應清理料筒及口模。 |
