همه چیز درباره تعیین نرخ جریان جرمی مذاب MFR یا MFI پلاستیک ها، روش آزمون، اهمیت MFR، خرید دستگاه

خرید دستگاه MFR یا MFI

نرخ جریان جرمی مذاب MFR چیست؟

نرخ جریان جرمی مذاب (MFR) یا شاخص جریان جرمی مذاب (MFI) تعیین خاصیتی از جریان مذاب پلیمر است که به عنوان خواص رئولوژیکی ماده در حالت مذاب شناخته می شود. مقدار MFR جرم مقدار ماده ای است که طی 10 دقیقه تحت فشار مشخص و در دمای مشخص از میان دای با ابعاد مشخص عبور کرده و بیرون می آید.

یک پلیمر از زنجیره هایی با طول های مختلف تشکیل شده است، به همین دلیل طول زنجیره پلیمری ویژگی های جریان مذاب را تعیین می کند. از آن جا که کنترل دقیق طول زنجیره ها در فرایند پلیمریزاسیون مشکل است، توزیع طول زنجیر یا درواقع توزیع وزن مولکولی پلیمر است که بر خواص جریان مذاب تاثیرگذار است.

هرچه مقدار MFR بالاتر باشد، یعنی در طی زمان ثابت (10 دقیقه) مقدار بیشتری از پلاستیک در دمای آزمون جریان می یابد، یعنی مقاومت به جریان یافتن پلیمر یا پلاستیک کم تر است و راحت تر جریان می یابد، مقاومت به جریان یافتن را با مفهومی به نام ویسکوزیته می شناسیم. درنتیجه هرچه MFR یک پلیمر بالاتر باشد، ویسکوزیته آن پایین تر خواهد بود. 

توزیع وزن مولکولی همچنین بر خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمر نیز تاثیر به سزایی دارد.

در آزمون MFR پلیمر در داخل محفظه دستگاه گرم شده تا به حد جاری شدن برسند، یک وزنه متناسب با نوع پلیمر بر روی آن قرار می گیرد، نیروی جاذبه و وزنه تواما باعث می شوند که جریان مذاب از دای دستگاه که لوله ایست توخالی به قطر 2/095 میلیمتر از دستگاه خارج شود.

اهمیت آزمون MFR و دلایل استفاده از آن

در فرایند تولید یک محصول اگر در بچ جدید، مقدار MFR به طور غیر قابل کنترل و نا آگاهانه تفاوت کند می تواند اثرات مخربی بر بهره وری و کیفیت محصول بگذارد. بنابراین بسیار مهم است که مواد ورودی به واحد تولیدی با استاندارد های مربوطه تست شوند و صحت آن ها تایید شود.

برای مثال اگر MFR مواد از حد مورد انتظار بیشتر باشد می تواند منجر به فلش قالب تزریق شده و در نتیجه تعداد محصولات مرجوعی بالا رود و تمیز کردن قالب و دستگاه تزریق نیز روزها زمان نیاز داشته باشد. در بدترین حالت نیز ممکن است باعث آسیب جدی به نازل شود که تعویض آن هزینه بالایی خواهد داشت.

در طرف مقابل اگر مقدار MFR کمتر از حد مورد انتظار باشد، به علت اینکه ویسکوزیته بالاتر خواهد بود و جریان پذیری کمتر است، ممکن است قالب را کاملا پر نکند و بازهم تعداد محصولات غیر سالم بالا رود.

استاندارد های آزمون MFR

استاندارد ملی 1-6980، ISO 1133-1 و ASTM D1238

تجهیزات مورد استفاده در اندازه گیری نرخ جریان جرمی مذاب MFR یا MFI پلیمرها

 دستگاه تعیین نرخ جریان جرمی مذاب MFR مطابق استاندارد ISO 1133 یا ملی 6980 دارای یک دای با طول اسمی 8 مییمتر و قطر اسمی منفذ 2/095 میلیمتر

برای خرید دستگاه اندازه گیری (MFR (MFI نرخ جریان جرمی مذاب پلاستیک ها، به فروشگاه (کلیک) مراجعه نمایید. 

روش آزمون

نمونه می تواند به شکل گرانول، پودر، نوار فیلم یا برش هایی از محصول باشد به طوریکه قابلیت این را داشته باشد که وارد دستگاه شوند.

ابتدا بسته به MFR تقریبی نمونه باید مقادیر 3 تا 8 گرم از نمونه را بردارید. مقدار 5 گرم نمونه اولیه برای همه مقادیر MFR مناسب است.

دستگاه را روش کرده و در دمای آزمون قرار دهید. این دما بسته به نوع ماده در مشخصات فنی یا استاندارد ویژگی محصول درج شده است. با این حال در جدول زیر دما و وزنه آزمون MFR برای چند پلاستیک رایج را مشاهده می کنید.

وقتی دستگاه به دمای مورد نظر رسید باید حدود 15 دقیقه صبر کنید تا تثبیت انجام شود و همچنین توسط پارچه مناسب سیلندر دستگاه را کاملا تمیز کنید. پارچه های تنظیف برای این کار می تواند مناسب باشد.

پس از این زمان مقدار 5 گرم از نمونه را که وزن کردید داخل سیلندر بریزید و با استفاده از نیروی دست مواد را فشرده کنید. مطمئن شوید مواد پر شده تا حد امکان عاری از هواست. فرایند پرکردن باید در کمتر از 1 دقیقه انجام شود . بلافاصله بعد از آن 5 دقیقه برای پیشگرم شدن مواد صبر کنید.  

پس از این زمان پیستون را داخل سیلندر قرار دهید و وزنه مناسب آزمون را روی پیستون قرار دهید. این وزنه نیز مانند دما بسته به نوع ماده دارد و در جدول بالا بدان اشاره شده است.

بر روی پیستون 2 خط نشان وجود دارد که تعیین کننده بازه آزمون می باشد. مواد با ذوب شدن و تحت نیروی وزنه شروع به خروج از دای می کنند.  وقتی خط نشان اول پیستون در هنگام پایین آمدن به قسمت بالایی دستگاه رسید زمان مناسبی برای شروع نمونه گیری می باشد. نمونه گیری حداکثر می تواند تا زمانی ادامه داشته باشد که خط نشان دوم پیستون نیز به لبه بالایی دستگاه برسد. در طول این مدت می توانید خروجی های دای را طی مدت زمان های معین برش داده و جدا کنید. به عنوان مثال برای MFR تقریبی بین 0/1 تا 0/15 زمان برش مناسب 2 دقیقه می باشد. یا برای MFR بین 0/15 و0/4 این زمان می تواند 1 دقیقه باشد و ... .

برای آموزش کار با تجهیز اندازه گیری MFR و سایر تجهیزات آزمایشگاهی پلیمر کافیست با ما تماس بگیرید

باید حداقل 3 عدد از این برش هارا جدا کرده و آن ها را وزن کنید. میانگین جرم به دست آمده، جرمی است از نمونه که در حالت مذاب در طی مدت زمان آزمون (زمان برش) از دستگاه خارج شده است. با نسبت بستن آن مقدار جرم خروجی از دستگاه در مدت 10 دقیقه یا همان مقدار MFR را حساب کنید.

 فیلم آموزشی آزمون نرخ جریان جریمی مذاب MFR یا MFI پلاستیک ها را مشاهده می کنید. باری مشاهده فیلم های بیشتر آزمون ها و سایر مفاهیم پلیمری به گالری یا کانال آپارات "پلیمر ما" مراجعه کنید.

نکات مهم در انجام آزمون MFR

• تمامی نمونه هایی که برش داده اید و وزن می کنید باید عاری از هرگونه حباب و نقاط ذوب نشده باشد.
• اختلاف جرم برش های مختلف نباید بیش از 15 درصد باشد.
• حداقل تعداد برش ها باید 3 عدد باشد.
• بهتر است طول هر یک از برش ها بین 10 و 20 میلیمتر باشد.

برای خرید دستگاه MFI یا MFR پلیمرها و سایر تجهیزات خط تولید یا آزمایشگاهی صنعت پلیمر با ما تماس بگیرید و یا به بخش فروشگاه مراجعه فرمایید.

برای آموزش استانداردهای محصولات خود، کار با تجهیزات آزمایشگاهی و خط تولید واحد تولیدی یا آزمایشگاه خود، کافیست با ما تماس بگیرید.