MFI/MFR چیست؟
آزمایش شاخص جریان مذاب آزمایشی است که در آن جرم (MFR، گرم در 10 دقیقه) یا حجم (MVR) ماده گرمانرمی که در ده دقیقه در یک قالب مویین استاندارد جریان می‌یابد تحت دما و بار پیستون مشخص اندازه‌گیری می‌شود.
هدف MFI/MFR
هدف بررسی سازگاری دسته ای و مناسب بودن برای پردازش با نظارت بر رفتار جریان پلیمر و وزن مولکولی آن به طور غیرمستقیم است.
MFI/MFR بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- مواد اولیه پلی اتیلن و پلی پروپیلن
- گرانول های تزریق و اکستروژن
- پلیمرهای بازیافتی
- مخلوط مستربچ و افزودنی
MFI/MFR در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با MFI/MFR
- ISO 1133-1
- ISO 1133-2
- ASTM D1238
شرایط MFI/MFR
- دما
- در استاندارد با توجه به پلیمر تعریف شده است (به عنوان مثال 190 درجه سانتیگراد برای PE، 230 درجه سانتیگراد برای PP)
- بارگذاری کنید
- بار پیستون تعریف شده در استاندارد (به عنوان مثال 2.16 کیلوگرم یا 5 کیلوگرم)
- الگو
- ابعاد قالب مویرگی استاندارد
- Kurutma
- پلیمرهای هیگروسکوپیک باید قبل از اندازه گیری خشک شوند
تجهیزات MFI/MFR
- دستگاه شاخص جریان مذاب (پلاستومتر)
- مجموعه وزن کالیبر
- تعادل تحلیلی
- کوره خشک کن
الزامات نمونه برای MFI/MFR
- نمونه باید به صورت دانه ای یا آسیاب شده باشد
- پلیمرهای هیگروسکوپیک باید تحت شرایطی که در استاندارد تعریف شده است خشک شوند.
- دما و بار باید بر اساس استاندارد مواد انتخاب شود
- باید تعداد کافی برش انجام شود
مدت MFI/MFR
به طور معمول 1-2 روز، از جمله آماده سازی نمونه.
روش اجرای MFI/MFR
- 1Numune gerekiyorsa kurutulur.
- 2دستگاه به دمای مورد نظر رسیده و متعادل می شود.
- 3نمونه داخل سیلندر پر شده و از قبل گرم می شود.
- 4بار پیستون اعمال می شود.
- 5در فواصل زمانی مشخص، قلمه ها گرفته شده و وزن می شوند.
- 6MFR یا MVR محاسبه می شود.
معیارهای پذیرش MFI/MFR
معیار پذیرش محدوده MFR است که در استاندارد یا مشخصات مواد ذکر شده است.
ارزیابی نتایج
اگر ترکیب دما و بار تغییر کند، نتیجه قابل مقایسه نیست. گزارش باید حاوی این دو پارامتر باشد. اندازه گیری نمونه مرطوب به دلیل تخریب هیدرولیتیک، MFR کاذب بالایی می دهد.
گزارش MFI/MFR
- استاندارد اعمال شد
- دما و بار
- شرایط خشک شدن
- توده های برش و مقدار MFR/MVR
- ارزیابی بر اساس استاندارد مواد
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- استانداردهای محصول مواد و مشخصات خرید
آزمون پلاستیک — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون MFI/MFR به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های پلاستیک رفتار مکانیکی، حرارتی و احتراقی یک ماده پلیمری را تعیین می‌کنند. برخلاف فلزات، پلاستیک‌ها ویسکوالاستیک هستند: رفتار آن‌ها به سرعت بارگذاری، دما و رطوبت بستگی دارد. از این رو، ماده یکسان در شرایط مختلف نتایج متفاوتی می‌دهد و شرایط آزمون بخش جدایی‌ناپذیر نتیجه است.
پیامد عملی ویسکوالاستیسیته این است: یک قطعه پلاستیکی تحت بار ثابت با گذشت زمان همچنان تغییر شکل می‌دهد (خزش) و تنشی که در تغییرشکل ثابت تحمل می‌کند با گذشت زمان کاهش می‌یابد (تخفیف تنش). یک اتصال پیچی شل می‌شود، یک بست نیروی گیره‌ای خود را از دست می‌دهد، یک قفسه با گذشت زمان خم می‌شود. یک آزمون کشش کوتاه‌مدت این رفتار را نشان نمی‌دهد؛ آزمون بلندمدت یا مدل شتاب‌یافته لازم است.
رفتار حرارتی محور اصلی دوم است. نرخ جریان مذاب نشان‌دهنده قابلیت فرآوری ماده و یکنواختی بین بچ‌ها است؛ دمای انحراف حرارتی و نقطه نرم‌شدن ویکات حد تقریبی دمای کارکرد را نشان می‌دهند. تحلیل حرارتی (DSC، TGA، DMA) هویت ماده را آشکار می‌کند: دمای انتقال شیشه‌ای، رفتار ذوب، بلورینگی، میزان پرکننده و دمای تجزیه.
رفتار احتراق سومین محور است و مستقیماً به استانداردهای محصول مرتبط می‌شود. کلاس UL 94 و شاخص اکسیژن حدی در برگه اطلاعات ماده ثبت می‌شود؛ برای بدنه یک دستگاه الکتریکی کلاس خاصی لازم است، در حالی که برای یک محصول ساختمانی سیستم طبقه‌بندی دیگری اعمال می‌شود.
پیرسازی پرحذف‌ترین بخش این حوزه است. پلاستیک‌ها تحت تأثیر اشعه فرابنفش، گرما، رطوبت و اکسیژن تخریب می‌شوند: رنگ تغییر می‌کند، سطح ترک می‌خورد، مقاومت ضربه کاهش می‌یابد. برای قطعه‌ای که قرار است در فضای باز استفاده شود، آنچه اهمیت دارد مقادیر روز اول نیست بلکه مقادیر پس از پیرسازی است. تجهیزات قوس زنون و فرابنفش فلورسنت این تخریب را تسریع کرده و امکان مقایسه را فراهم می‌کنند.
خروجی این حوزه معمولاً در برگه اطلاعات ماده ثبت می‌شود و استانداردهای محصول به آن برگه ارجاع می‌دهند. اما ممکن است بین مقدار برگه اطلاعات و رفتار قطعه واقعی تفاوت وجود داشته باشد: جهت‌گیری ایجادشده حین قالب‌گیری، خطوط جوش و تنش‌های داخلی باعث می‌شود قطعه متفاوت از نمونه رفتار کند.
استفاده از محتوای بازیافتی پرسش تازه‌ای به این حوزه افزوده است. رزین بازیافتی از بچی به بچ دیگر تغییر می‌کند؛ خواص مکانیکی، رنگ و رفتار احتراق ممکن است بین بچ‌ها جابه‌جا شود. بنابراین برای تولیدکننده‌ای که از مواد بازیافتی استفاده می‌کند، کنترل مواد ورودی یک انتخاب نیست بلکه یک ضرورت است.
گروه‌های روش در این حوزه
مکانیکی
کشش، فشار، خمش، ضربه شارپی و ایزود، سختی (شور)، خزش و ترک‌خوردگی تنشی محیطی.
حرارتی
شاخص جریان مذاب (MFI)، دمای انحراف حرارتی (HDT)، دمای نرم‌شدن ویکات، انبساط حرارتی خطی.
تحلیل حرارتی
دماهای انتقال و بلورینگی با DSC، ترکیب و تجزیه با TGA، رفتار مکانیکی دینامیکی با DMA.
احتراق
طبقه‌بندی UL 94، شاخص اکسیژن حدی (LOI)، آزمون‌های سیم داغ و شعله سوزنی.
پیری
پیرسازی شتاب‌یافته با قوس زنون و فرابنفش فلورسنت، پیرسازی با هوای گرم، رطوبت و چگالش.
فیزیکی
چگالی، جذب آب، محتوای خاکستر، نفوذپذیری گاز و بخار آب در فیلم و ورق.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- نتیجه آزمون پلاستیک بدون ذکر سرعت و دمای آزمون قابل تفسیر نیست؛ رفتار ویسکوالاستیک به این پارامترها بستگی دارد.
- نتیجه نمونه به‌طور مستقیم به قطعه واقعی منتقل نمی‌شود؛ جهت‌گیری قالب‌گیری و خطوط جوش تعیین‌کننده هستند.
- مقادیر HDT و ویکات دمای کارکرد نیستند؛ صرفاً نشانه‌ای تقریبی از حد بالا هستند و تحت بار اعمال نمی‌شوند.
- کلاس UL 94 به ضخامت بستگی دارد؛ ضخامت دیواره متفاوت نیازمند بازتأیید است.
- برای پلیمرهای جاذب رطوبت (مانند پلی‌آمید)، اگر شرطی‌سازی انجام نشود نتایج گمراه‌کننده خواهند بود.
- نتایج ASTM D638 و ISO 527 مستقیماً معادل نیستند. هندسه نمونه و تعاریف نرخ متفاوت است.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- انتخاب ماده و تأیید تأمین‌کننده
- برآورده‌کردن الزامات قابلیت اشتعال و حرارتی استاندارد محصول
- تأیید استفاده از محتوای بازیافتی و کنترل بچ
- کنترل فرآیند قالب‌گیری و یکنواختی بچ
- اثبات مقاومت در برابر پیرسازی برای استفاده در فضای باز
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره MFI/MFR
آیا مقدار MFR وزن مولکولی را نشان می دهد؟
مستقیما نمی دهد اما رابطه معکوس دارد: MFR بالاتر عموماً نشان دهنده وزن مولکولی کمتر است. وزن مولکولی کمی نیاز به کروماتوگرافی نفوذ ژل دارد.