Tốc độ dòng chảy nóng chảy, ban đầu được gọi là chỉ số dòng chảy nóng chảy (MFI), là thước đo độ lưu động của nhựa nhiệt dẻo nóng chảy.
Nó được mô tả là tốc độ dòng chảy khối lượng nóng chảy (MFR), được biểu thị bằng g/10 phút và tốc độ dòng chảy thể tích nóng chảy (MVR), được biểu thị bằng cm3/10 phút.
MFR và MVR được kiểm tra như thế nào?
Table of Contents
Có một số phương pháp được sử dụng để xác định độ lưu động của nhựa và thử nghiệm dòng chảy nóng chảy là phương pháp dễ nhất cung cấp chỉ số đơn giản.
Các mẫu được thử nghiệm bằng máy đo độ dẻo đùn trong các điều kiện và hướng dẫn được chỉ định trong tiêu chuẩn thử nghiệm (ví dụ: ISO 1133, JIS K7210, ASTM D1238). Có một số quy trình được đưa vào tiêu chuẩn thử nghiệm. Phổ biến nhất là quy trình A và B.
Trong quy trình A, dưới dạng viên hoặc đôi khi là bột, mẫu thử được nạp vào xi lanh đã được nung nóng. Sau khi nung nóng trước trong một khoảng thời gian cụ thể, một tải trọng không đổi được áp dụng cho mẫu đã nóng chảy và được đùn ra khỏi khuôn ở đáy xi lanh. Sau các khoảng thời gian cụ thể, sản phẩm đùn được cắt. Khối lượng của các mẫu đã cắt được đo để tính khối lượng được đùn trong 10 phút. (Xem bên dưới để biết quy trình từng bước.)
Trong quy trình B, thay vì cắt sản phẩm đùn theo các khoảng thời gian cụ thể, một trong hai thông số sau được đo:
1) khoảng cách mà piston di chuyển trong một khoảng thời gian cụ thể,
2) thời gian piston di chuyển một khoảng cách cụ thể.
Kết quả thử nghiệm được thể hiện bằng MFR (g/10 phút) hoặc MVR (cm3/10 phút). MFR mô tả khối lượng trong khi MVR mô tả thể tích. MFR có thể được xác định bằng cách nhân MVR và mật độ của mẫu nóng chảy.
MFR tương ứng với trọng lượng phân tử của nhựa. MFR thấp hơn đối với nhựa có trọng lượng phân tử cao hơn. Trong khi đó, MFR cao hơn đối với nhựa có trọng lượng phân tử thấp hơn. Trong hầu hết các trường hợp, khi giá trị MFR tăng cao, nhựa nóng chảy sẽ chảy dễ dàng hơn và quá trình xử lý trở nên dễ dàng hơn. Tuy nhiên, độ bền kéo lại yếu đi.
Quy trình thử nghiệm
Quy trình A
- Đổ mẫu vào xi lanh đã đun nóng.
- Nén mẫu bằng thanh đóng gói (để loại bỏ khí bị giữ lại trong mẫu).
- Lắp piston vào xi lanh và đặt trọng lượng thử nghiệm.
- Làm nóng trước trong 5 phút.
- Bắt đầu thử nghiệm khi vạch tham chiếu phía dưới của piston chạm đến đỉnh xi lanh (nói cách khác, khi đầu piston cao hơn bề mặt trên của khuôn 50 mm).
- Cắt mẫu đùn theo các khoảng thời gian cụ thể. Cắt và lấy ít nhất 3 sợi đùn.
- Đo khối lượng của các sợi và tính MFR (g/10 phút) bằng công thức như thể hiện trong phần tiếp theo.
Tính toán MFR và MVR
Quy trình A
Mẫu được cắt theo các khoảng thời gian cụ thể (ví dụ: 60 giây) và khối lượng nhựa cắt được đo.
MFR được đưa ra theo phương trình sau.
Quy trình B
Thời gian piston di chuyển một khoảng cách nhất định.
MVR được đưa ra bởi phương trình sau.
Để tính MFR từ MVR, hãy đo mật độ mẫu và sử dụng phương trình sau.
Kiểm tra đơn giản, Chỉ mục đơn giản
Trong quá trình đúc đùn, như minh họa bên dưới, một mẫu được đổ và làm tan chảy được đúc trong một xi lanh được nung nóng, sau đó được đùn ra khỏi khuôn. Nghe quen không? Thử nghiệm dòng chảy nóng chảy tái tạo và cũng đơn giản hóa quá trình đúc đùn. Do tính đơn giản của nó, MFR thường được sử dụng làm chỉ số cơ bản trong kiểm soát chất lượng vật liệu nhựa.
Các thử nghiệm dòng chảy nóng chảy có tạo ra kết quả khác nhau không?
MFR và MVR có thể dễ dàng bị ảnh hưởng bởi độ ẩm (độ hấp thụ nước) của viên mẫu, hàm lượng nhựa hoặc chất độn (như sợi thủy tinh và sợi carbon) của mẫu. Kết quả của các thử nghiệm dòng chảy nóng chảy cũng có thể khác nhau giữa các nhà điều hành khác nhau do sự khác biệt về kỹ thuật của họ. Do đó, để có kết quả nhất quán hơn, việc thử nghiệm phải được thực hiện bởi cùng một người trong cùng điều kiện.
Là một giải pháp, Yasuda cung cấp các máy thử nghiệm tự động thực hiện thử nghiệm cho người vận hành.
