（2013年10月24日发布）

——极少有注塑厂商自行开展此项测试。即便开展测试的企业中，大多数也并不理解测试目的与测量实质。

尽管熔体流动速率测试难度不高且设备成本适中，但业内自行开展测试的注塑厂商仍属少数。而在这些开展测试的企业中，真正理解测试目的

与测量实质者更是凤毛麟角。如前文所述，大多数材料供应商采用熔体流动速率（MFR）作为产品规格标准，是因为他们深知该指标与所生产

聚合物的平均分子量（MW）密切相关。若MFR值保持稳定，则平均分子量也必然一致。

但许多通过检测来料以验证质保书的注塑厂商认为，他们进行测试是为了确保工艺稳定性。这种认知源于对MFR值与加工条件下材料实际粘度

关系的理解不足。

既往专栏展示的毛细管流变曲线（参见右上角"编辑推荐"）表明：聚合物粘度取决于剪切速率。而剪切速率的构成要素之一是材料的体积流动

速率，另一要素则是流道几何结构——对于特定模具而言，该要素应保持恒定。当然，剪切速率会随流道位置变化而波动，例如主流道与浇口

处的剪切速率就各不相同。

但在流道内任一特定位置，其横截面积理应保持不变。因此，影响剪切速率的唯一工艺变量就是模具填充过程中材料的流动速率。流动速率由

注塑人员称为"注射速度"的设备参数控制。在现代注塑设备上，技术人员通过调出相应操作界面并输入设定值（通常以英寸/秒或毫米/秒等线

性距离单位时间表示）来确定注射速度。

假设某特定模具在特定设备上的工艺文件要求一段注射速度为3英寸/秒。若从注射起始点到设备由一段向二段转换位置的行程距离为6英寸，

则填充时间应为2秒。尽管现代注塑机标配的填充时间计时器精度可达小数点后两三位，但极少有工艺人员会核实实际是否达标。操作人员往

往输入设定值后，便默认设备会按指令执行。

多种因素可能导致设备无法按预期响应，但归根结底都源于缺乏达到目标速度所需的压力。注塑第一段的注射压力不足的运行被称为压力受限

型工艺。

粘度定义为流动阻力，可理解为施加于流体的单位面积的压力与加压时间的乘积。要推动高粘度流体移动特定距离，要么在特定时间内施加更

大压强，要么在更长时间内维持相同压强。粘度的国际单位帕斯卡-秒（Pa-s）正是这种关系的体现。

若注塑机要以速度控制模式运行，其设置提供的压力必须超过在固定时间内向模具输送所需材料量的理论压力值。这样当材料因分子量变化导

致粘度升高时，压力会按比例增加而时间保持不变。因为输送材料所需时间不变，则剪切速率保持不变，从而限制了由于更高分子量所带来的

粘度变化。当材料在第一段注射区间以典型速度流动时，分子量对粘度的贡献相对较小。

若因注塑机设计或设置方式导致压力受限，当材料粘度增加时，向模具输送材料所需时间就会延长。换言之，注射速度会自动降低。速度下降

意味着剪切速率降低，这会放大材料粘度的差异——正如MFR测试所呈现的现象。

MFR仪本身就是压力受限设备：施加恒定载荷后，操作员仅观察材料行为。若车间注塑机确实能"感知"材料MFR差异，正是因为它像MFR测试

仪一样被设置为压力受限模式。

换言之，速度控制工艺可以使粘度变化对工艺稳定性降到最小，而压力控制工艺则会放大这种影响。只有当设备在可用压力受限状态下运行时，

正常的MFR波动才会影响工艺。

原材料批次变更并非粘度变化的唯一诱因。若将回料掺入新料，回料比例波动或因为回料的加入引起分子量变化都会导致粘度变异。此外，许

多聚合物会因含水量变化呈现熔体粘度改变。例如，干燥至50ppm的30%玻璃纤维增强PET聚酯，其粘度可能比干燥至200ppm的同种材料高

出10-15%。这两种干燥程度对大多数应用都属合格，但根据设备设置不同可能产生工艺差异。这种效应在尼龙材料中更为显著——这也正是业

内都知道尼龙材料"太干燥"之说的缘由。

简而言之，若注塑工艺设置得当，特定牌号材料的正常MFR波动对工艺及成品应无显著影响。因为MFR测试条件与注塑工艺条件是不一样的。

若操作正确，此时模具型腔应基本（非完全）充满。在性能良好的注塑机上建立的稳健工艺，应该把更多关注点放在材料的粘度变化方面，而

不是把重点放在特定材料牌号的常规批次波动上。

既然MFR测试并非旨在衡量工艺性能，那么其真正用途何在？我们将在下月探讨这一主题。