（2014年3月21日發(fā)布）
--深入解析熔體體積速率的價(jià)值
若您經(jīng)常查閱材料數(shù)據(jù)表，可能已注意到近幾年來(lái)熔體流動(dòng)速率（MFR）報(bào)告方式的變化趨勢(shì)。除了（或取代）MFR之外，出現(xiàn)了一個(gè)名為
"熔體體積速率（MVR）"的新指標(biāo)。
MFR以單位時(shí)間質(zhì)量（如克/10分鐘）表示，而MVR以單位時(shí)間體積（如立方厘米/10分鐘，或遺憾地使用立方英寸/10分鐘）表示。之所以說(shuō)
遺憾，是因?yàn)槊绹?guó)仍在沿用舊英制單位體系而非公制或國(guó)際單位制，這與全球標(biāo)準(zhǔn)脫節(jié)。過(guò)去20年間我們耗資數(shù)十億美元在工業(yè)領(lǐng)域推行ISO
標(biāo)準(zhǔn)，卻似乎難以摒棄過(guò)時(shí)的單位體系——汽車(chē)行業(yè)是顯著例外，該領(lǐng)域已強(qiáng)制采用國(guó)際單位制。
不過(guò)在某些領(lǐng)域，我們已普遍接受替代單位：例如以克衡量質(zhì)量，以克/立方厘米表示密度。走進(jìn)大多數(shù)工廠，若人們稱(chēng)量零件，記錄單位通常是
克；查閱數(shù)據(jù)表中的材料密度時(shí)，單位也多為克/立方厘米。因此，我們特意倒退至使用立方英寸而非立方厘米的流動(dòng)單位實(shí)在令人費(fèi)解。試想若
某天突然以磅/立方英寸標(biāo)注聚乙烯密度，0.955密度的高密度聚乙烯將變成26.437 HDPE，這會(huì)造成多大混亂。將立方英寸/10分鐘轉(zhuǎn)換為立方厘
米/10分鐘只需乘以16.4。
若材料供應(yīng)商同時(shí)提供MFR和MVR數(shù)據(jù)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后您會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)值相近但通常不完全相同。兩者的比值（MFR除以MVR）即為材料的熔體密度
（克/立方厘米）。這是重要參數(shù)，因其不同于數(shù)據(jù)表通常提供的固態(tài)密度。
例如未填充未著色的聚碳酸酯固態(tài)密度為1.20克/立方厘米，而其熔體密度為1.08克/立方厘米，相當(dāng)于固態(tài)密度的90%。該值具有實(shí)際意義：
首先熔體密度是流動(dòng)模擬軟件的屬性輸入?yún)?shù)；其次也是確定注塑機(jī)注射單元容量的重要轉(zhuǎn)換系數(shù)。業(yè)內(nèi)許多人都知道射料量是以通用聚苯
乙烯（PS）為基準(zhǔn)表示的。
但從PS轉(zhuǎn)換到聚乙烯（PE）時(shí)，人們往往直接乘以數(shù)據(jù)表提供的密度比值——于是30盎司的料筒被認(rèn)為可容納27.5盎司0.955 HDPE。但這些
都是固態(tài)密度，而聚合物在料筒內(nèi)并非固態(tài)（至少我們希望如此）。HDPE的熔體密度僅為固態(tài)密度的80%，因此實(shí)際HDPE容量應(yīng)略低于24.5
盎司。
采用MVR有合理依據(jù)：其一流變學(xué)所有包含流速的方程都使用體積流速而非質(zhì)量流速；其二更實(shí)際的原因是，MFR（ISO標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為熔體質(zhì)量流
動(dòng)速率）未校正材料密度，因而扭曲了材料流經(jīng)儀器的真實(shí)速率。密度較高的材料僅因收集物更重而顯得流動(dòng)更快。
以?xún)煞N聚碳酸酯為例：白色與黑色。白色顏料可能采用二氧化鈦（密度是聚合物的三倍以上），若添加量為4%，會(huì)使最終復(fù)合物密度提高約
10%；黑色顏料可能使用炭黑（密度與聚合物基本相同），故不影響最終復(fù)合物密度。MFR測(cè)試顯示白色材料數(shù)值高出10%，看似表明其平均
分子量較低，但若采用MVR評(píng)估，兩者實(shí)際完全相同。
對(duì)于熔體密度為1克/立方厘米的材料，MVR與MFR數(shù)值相同，但這種情況極為罕見(jiàn)。因此若某供應(yīng)商只標(biāo)注MFR而另一家只標(biāo)注MVR，必須知
悉聚合物熔體密度才能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
幸運(yùn)的是，采用特定方法進(jìn)行MFR測(cè)試時(shí)可獲得該參數(shù)：強(qiáng)制材料通過(guò)模孔的活塞上有兩條精確間距1英寸（2.54厘米）的刻線。可設(shè)置儀器
在活塞行程到達(dá)第一條刻線時(shí)開(kāi)始測(cè)試，到達(dá)第二條刻線時(shí)結(jié)束。由于料筒直徑嚴(yán)格規(guī)定為0.95504±0.00254厘米，可計(jì)算出此位移對(duì)應(yīng)的
體積為1.819立方厘米。
通過(guò)稱(chēng)量此位移期間通過(guò)模孔的擠出物重量，即可計(jì)算任何材料的熔體密度。例如未填充未著色的PC熔體密度為1.08克/立方厘米，則1英寸
行程置換的材料質(zhì)量應(yīng)為1.965克（需考慮孔徑實(shí)際尺寸和操作員測(cè)試精度帶來(lái)的微小偏差）。
本系列歷時(shí)九個(gè)月深入探討MFR測(cè)試，最后還需審視該方法的局限性。多年來(lái)業(yè)界嘗試了多種改進(jìn)方案，部分未獲推廣，另一些仍處于早期
開(kāi)發(fā)階段，但在拓展聚合物流動(dòng)實(shí)踐認(rèn)知方面展現(xiàn)出巨大潛力。我們將在本系列終篇中詳述這些內(nèi)容。
廣州大雄化工有限公司