용융 유동률(Melt Flow Rate)은 원래 용융 유동 지수(MFI)라고 불리며, 용융된 열가소성 수지의 유동성을 측정하는 지표입니다.
용융 질량 유동률(MFR)은 g/10분으로 표현되고, 용융 부피 유동률(MVR)은 cm3/10분으로 표현됩니다.
MFR 및 MVR은 어떻게 테스트됩니까?
수지의 유동성을 결정하는 데 사용되는 방법은 여러 가지가 있으며, 용융 흐름 테스트는 간단한 지수를 제공하는 가장 쉬운 방법입니다.
샘플은 시험 표준(예: ISO 1133, JIS K7210, ASTM D1238)에 명시된 조건 및 지침에 따라 압출 플라스토미터로 시험합니다. 시험 표준에는 여러 절차가 포함되어 있습니다. 가장 일반적인 절차는 절차 A와 B입니다.
절차 A에서는 펠릿 또는 때로는 분말 형태로 시험 샘플을 가열된 실린더에 채웁니다. 특정 시간 동안 예열한 후, 용융된 샘플에 일정한 하중을 가하고 실린더 바닥의 다이에서 압출합니다. 특정 시간 간격으로 압출물을 절단합니다. 절단된 샘플의 질량을 측정하여 10분 동안 압출된 질량을 계산합니다. (단계별 절차는 아래를 참조하세요.)
절차 B에서는 특정 시간 간격으로 압출물을 절단하는 대신 다음 중 하나를 측정합니다.
1) 피스톤이 지정된 시간 동안 이동하는 거리,
2) 피스톤이 지정된 거리를 이동하는 시간 지속 시간.
테스트 결과는 MFR(g/10분) 또는 MVR(cm3/10분)로 표현됩니다. MFR은 질량을 나타내는 반면 MVR은 부피를 나타냅니다. MFR은 MVR과 용융된 샘플의 밀도를 곱하여 결정할 수 있습니다.
MFR은 수지의 분자량에 해당합니다. 분자량이 높은 수지의 경우 MFR이 낮습니다. 반면 분자량이 낮은 수지의 경우 MFR이 높습니다. 대부분의 경우 MFR 값이 높을수록 용융된 수지는 더 쉽게 흐르고 가공이 더 쉬워집니다. 그러나 인장 강도는 약해집니다.
테스트 절차
절차 A
- 가열된 실린더에 샘플을 채웁니다.
- 샘플에 갇힌 가스를 제거하기 위해 패킹 막대로 샘플을 압축합니다.
- 피스톤을 실린더에 삽입하고 테스트 무게를 설정합니다.
- 5분간 예열합니다.
- 피스톤의 하단 기준 표시가 실린더 상단에 도달하면(즉, 피스톤 헤드가 다이의 상단 표면에서 50mm 위에 있을 때) 테스트를 시작합니다.
- 특정 시간 간격으로 압출된 샘플을 자릅니다. 압출물을 최소 3가닥 잘라내세요.
- 가닥의 질량을 측정하고 다음 섹션에 나와 있는 공식을 사용하여 MFR(g/10분)을 계산하세요.
MFR 및 MVR 계산
절차 A
샘플은 특정 시간 간격(예: 60초)으로 절단되고 절단된 수지의 질량이 측정됩니다.
MFR은 다음 방정식으로 주어집니다.
절차 B
피스톤이 지정된 거리를 이동하는 데 걸리는 시간입니다.
MVR은 다음 방정식으로 제공됩니다.
MVR에서 MFR을 계산하려면 샘플 밀도를 측정하고 다음 방정식을 사용합니다.
단순 테스트, 단순 지수
압출 성형에서 아래 그림과 같이 샘플을 붓고 용융합니다.가열된 실린더에서 압출한 다음 다이에서 압출합니다. 익숙한 소리인가요? 용융 유동 시험은 압출 성형 공정을 재현하고 단순화합니다. 간단하기 때문에 MFR은 일반적으로 플라스틱 소재의 품질 관리에서 기본 지표로 사용됩니다.
용융 흐름 테스트는 다른 결과를 생성합니까?
MFR 및 MVR은 샘플 펠릿의 수분(물 흡수), 샘플의 수지 또는 필러(예: 유리 섬유 및 탄소 섬유) 함량에 의해 쉽게 영향을 받을 수 있습니다. 용융 흐름 테스트의 결과는 기술 차이로 인해 운영자마다 다를 수도 있습니다. 따라서 보다 일관된 결과를 위해 동일한 사람이 동일한 조건에서 테스트를 수행해야 합니다.
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