ما هو MFI/MFR؟
اختبار مؤشر تدفق الذوبان هو تجربة يتم فيها قياس الكتلة (MFR، جم/10 دقيقة) أو الحجم (MVR) للمادة البلاستيكية الحرارية التي تتدفق عبر قالب شعري قياسي في عشر دقائق تحت درجة حرارة محددة وحمل المكبس.
الغرض من MFI/MFR
الهدف هو التحقق من اتساق الدفعة وملاءمتها للمعالجة من خلال مراقبة سلوك تدفق البوليمر ووزنه الجزيئي بشكل غير مباشر.
على أي منتجات يُطبَّق MFI/MFR؟
- المواد الخام من البولي إيثيلين والبولي بروبيلين
- حبيبات الحقن والبثق
- البوليمرات المعاد تدويرها
- ماستر والمخاليط المضافة
في أي قطاعات يُستخدم MFI/MFR؟
المواصفات المتعلقة بـ MFI/MFR
- ISO 1133-1
- ISO 1133-2
- أستم D1238
شروط MFI/MFR
- درجة حرارة
- محدد في المعيار وفقًا للبوليمر (على سبيل المثال 190 درجة مئوية للـ PE، 230 درجة مئوية للـ PP)
- حمولة
- حمل المكبس المحدد في المعيار (على سبيل المثال 2.16 كجم أو 5 كجم)
- نمط
- أبعاد القالب الشعري القياسية
- Kurutma
- يجب تجفيف البوليمرات الاسترطابية قبل القياس
جهاز MFI/MFR
- جهاز مؤشر التدفق الذائب (البلاستومتر)
- مجموعة وزن العيار
- التوازن التحليلي
- فرن التجفيف
متطلبات العينة لـ MFI/MFR
- يجب أن تكون العينة في شكل حبيبي أو أرضي
- يجب تجفيف البوليمرات الاسترطابية وفقًا للشروط المحددة في المعيار.
- يجب اختيار درجة الحرارة والحمل وفقًا لمعايير المواد
- يجب إجراء عدد كاف من التخفيضات
مدة MFI/MFR
عادة 1-2 أيام، بما في ذلك إعداد العينة.
إجراء MFI/MFR
- 1Numune gerekiyorsa kurutulur.
- 2يتم إحضار الجهاز إلى درجة الحرارة المستهدفة ومعايرته.
- 3يتم ملء العينة في الاسطوانة وتسخينها.
- 4يتم تطبيق حمل المكبس.
- 5على فترات زمنية محددة، يتم أخذ العقل ووزنه.
- 6يتم حساب MFR أو MVR.
معايير قبول MFI/MFR
معيار القبول هو نطاق MFR الوارد في معيار المادة أو المواصفات.
تقييم النتائج
إذا تغيرت مجموعة درجة الحرارة والحمل، فإن النتيجة غير قابلة للمقارنة؛ يجب أن يحتوي التقرير على هاتين المعلمتين. يعطي قياس العينة الرطبة معدل MFR عاليًا بشكل خاطئ بسبب التحلل المائي.
تقرير MFI/MFR
- تم تطبيق المعيار
- درجة الحرارة والحمل
- ظروف التجفيف
- كتل القطع وقيمة MFR/MVR
- التقييم وفقًا لمعايير المواد
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- معايير المنتج المادي ومواصفات المشتريات
اختبارات البلاستيك — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار MFI/MFR؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تحدد اختبارات البلاستيك السلوك الميكانيكي والحراري وسلوك الاحتراق لمادة بوليمرية. على عكس المعادن، فإن البلاستيك لَزِج مرن: يعتمد سلوكه على سرعة التحميل ودرجة الحرارة والرطوبة. لذلك تعطي المادة نفسها نتائج مختلفة في ظروف مختلفة، وتُعد ظروف الاختبار جزءًا لا ينفصل عن النتيجة.
النتيجة العملية للُّزوجة المرنة هي كالتالي: يستمر الجزء البلاستيكي في التشوه بمرور الوقت تحت حمل ثابت (الزحف)، وينخفض الإجهاد الذي يتحمله عند تشوه ثابت بمرور الوقت (استرخاء الإجهاد). يرتخي وصل ملولب، ويفقد مشبك قوة شده، ويترهل رف بمرور الوقت. لا يُظهر اختبار الشد القصير المدى هذا السلوك؛ بل يلزم اختبار طويل المدى أو نموذج متسارع.
السلوك الحراري هو المحور الرئيسي الثاني. يشير معدل تدفق الانصهار إلى قابلية تشكيل المادة واتساق الدفعات؛ وتعطي درجة حرارة الانحراف الحراري ونقطة تليّن فيكات حدًا تقريبيًا لدرجة حرارة الخدمة. أما التحليل الحراري (DSC وTGA وDMA) فيكشف هوية المادة: درجة حرارة الانتقال الزجاجي، وسلوك الانصهار، والتبلور، ونسبة الحشو، ودرجة حرارة التحلل.
سلوك الاحتراق هو المحور الثالث ويرتبط مباشرة بمعايير المنتج. تُكتب فئة UL 94 ومؤشر الأكسجين الحدّي في نشرة بيانات المادة؛ ويُطلب صنف معين لغلاف جهاز كهربائي، بينما يُطبَّق نظام تصنيف مختلف على منتج إنشائي.
التقادم هو الجزء الأكثر تخطيًا في هذا المجال. تتحلل البلاستيك تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية والحرارة والرطوبة والأكسجين: يتغير اللون، ويتشقق السطح، وتنخفض مقاومة الصدم. بالنسبة لجزء مخصص للاستخدام الخارجي، فإن المهم ليس قيمه في اليوم الأول بل قيمه بعد التقادم. تعمل أجهزة القوس الزينوني والأشعة فوق البنفسجية الفلورية على تسريع هذا التحلل وإتاحة المقارنة.
تُكتب نتيجة هذه الفئة عادةً في نشرة بيانات المادة، وتشير معايير المنتج إلى تلك النشرة. لكن قد يكون هناك فرق بين قيمة النشرة وسلوك الجزء الفعلي: فالتوجه الناتج أثناء القولبة، وخطوط اللحام، والإجهادات الداخلية تجعل الجزء يتصرف بشكل مختلف عن العينة.
أضاف استخدام المحتوى المعاد تدويره سؤالًا جديدًا إلى هذا المجال. تتفاوت الراتنجات المعاد تدويرها من دفعة إلى أخرى؛ وقد تتغير الخصائص الميكانيكية واللون وسلوك الاحتراق بين الدفعات. لذلك فإن فحص المواد الواردة ليس خيارًا بل ضرورة للمصنّع الذي يستخدم مواد معاد تدويرها.
مجموعات الطرق في هذا المجال
ميكانيكي
الشد، والضغط، والانحناء، وصدمة تشاربي وإيزود، والصلادة (شور)، والزحف، والتشقق الإجهادي البيئي.
حراري
مؤشر تدفق الانصهار (MFI)، درجة حرارة الانحراف الحراري (HDT)، درجة حرارة تليّن فيكات، التمدد الحراري الخطي.
التحليل الحراري
درجات حرارة الانتقال والتبلور بواسطة DSC، والتركيب والتحلل بواسطة TGA، والسلوك الميكانيكي الديناميكي بواسطة DMA.
الاحتراق
تصنيف UL 94، مؤشر الأكسجين الحدّي (LOI)، اختبارات السلك المتوهج ولهب الإبرة.
شيخوخة
التقادم المتسارع بالقوس الزينوني والأشعة فوق البنفسجية الفلورية، التقادم بالهواء الساخن، الرطوبة والتكاثف.
فيزيائي
الكثافة، امتصاص الماء، محتوى الرماد، نفاذية الغاز وبخار الماء في الأغشية والصفائح.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- لا يمكن تفسير نتيجة اختبار بلاستيك دون تحديد سرعة الاختبار ودرجة حرارته؛ فالسلوك اللَّزِج المرن يعتمد على هذين المعلمين.
- لا تنتقل نتيجة العينة مباشرة إلى الجزء الفعلي؛ فالتوجه الناتج عن القولبة وخطوط اللحام عاملان حاسمان.
- قيم HDT وفيكات ليست درجات حرارة خدمة؛ بل هي إشارة تقريبية إلى حد أعلى ولا تسري تحت الحمل.
- تعتمد فئة UL 94 على السماكة؛ ويتطلب سُمك جدار مختلف إعادة التحقق.
- بالنسبة للبوليمرات الماصة للرطوبة (مثل البولي أميد)، تكون النتائج مضللة ما لم تُجرَ عملية تكييف.
- نتائج ASTM D638 وISO 527 ليست متكافئة بشكل مباشر؛ تختلف هندسة العينة وتعريفات المعدل.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- اختيار المواد واعتماد الموردين
- تلبية متطلبات القابلية للاشتعال والمتطلبات الحرارية في معيار المنتج
- التحقق من استخدام المحتوى المعاد تدويره ومراقبة الدفعات
- التحكم في عملية القولبة واتساق الدفعات
- إثبات مقاومة التقادم للاستخدام الخارجي
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول MFI/MFR
هل قيمة MFR تعطي الوزن الجزيئي؟
إنه لا يعطي بشكل مباشر ولكنه يرتبط عكسيًا: يشير ارتفاع MFR بشكل عام إلى انخفاض الوزن الجزيئي. يتطلب الوزن الجزيئي الكمي كروماتوغرافيا تغلغل الهلام.