塑料简支梁冲击性能测定，塑料性能的检测

塑料的流變性質影響射出 成型所需射壓大小、加工特性及其流動行為。對此性質深入了 解不僅可

掌握其加工特性， 同時也是進行準確的電腦輔助工程分析(CAE) 所需。 目 前工業界對塑料流變性

質的定量僅以簡化的熔融指數作為參考， 然而為了得到可信賴的電腦模擬結果， 精確的流變參數

是必要條件。本文研究主要是在探討如何將一個簡單的熔融指數輔以塑料特性， 導入一個合適的

流變模式求得流變參數， 進而運用 在 CAE 模流分析上。

簡 介

熔融指數(Melt Index)

熔融指數為塑膠材料流動特性的指標。 一般而言， 熔融指數愈大， 流動性愈好； 反之， 熔融

指數愈小， 流動性愈差。

在一定的荷重及溫度下， 由已知長度及直徑的模頭可擠壓出來的塑膠材料之重量， 再換算成

每十分鐘流出的重量， 稱為熔融指數(Melt Index 或 Melt Flow Index， 簡稱 MI 或 MFI)

[1] 。

熔融指數儀外觀如圖 1 所示， 一般塑料之測試方式有兩種:

1. ASTM D1238 法， 如圖 2 所示， 適用 於除了 PVC 以外一般常用 的塑料。

2. ASTM D3364 法， 如圖 3 所示， 適用 於 PVC。

塑料黏度(Viscosity)

對塑料而言， 黏度 η 的定義是：

其中 η 為黏度， 為剪切應力， 為剪切率。

若量測塑料在不同剪切率時的黏度， 並用 黏度對剪切率作圖， 可得如圖 4 之結果。 塑料在剪切率

極低的情形下(<1) ， 其黏度大致為一常數值。 然而隨著剪切率漸增大， 其黏度即呈現隨剪切率增

加而減小的特性。 此現象稱為塑料的『切變致稀性 (shear thinning) 』 。 此一特性與塑料以高

分子鏈為本體的微觀結構有關： 是剪切率增加時， 塑料的分子鏈排向(orientation) 更加規則，

對流動阻力變小， 另一方面， 塑料黏度亦隨溫度昇高而降低。 典型的 ABS 塑料黏度曲線如圖 4

所示， 顯示黏度隨剪切率及溫度增加而減小的現象， 此一特性對塑料加工過程的流動行為有很大

影響

[2] 。

流變儀(Rheometer)

量測塑料黏度的方法有很多種， *常用 的是錐板流變儀(Cone and Plate Viscometer or

Rheogoniometer) 及毛細管流變儀(Capillary Viscometer) 。