آزمایشگاه های معتبر، آزمایش های مختلفی را جهت آگاهی و شناخت از خاصیت های پلیمرها انجام می دهند، واضح است، انجام این آزمایش ها گاهاً مستلزم صرف وقت زیاد و هزینه های بسیار می باشد. به همین دلیل برای اینکه خواص فرآیندی پلیمرها، سریع تر شناسایی شده و زودتر به نتیجه برسد، در صنایع، شاخص MFI (melt flow index) به کار می رود. قبل از ادامه مقاله به این موضوع اشاره می کنیم که اگر قصد خرید مستربچ رنگی را دارید، می توانید با هامون بسپار در تماس باشید.
شاخص جریان مذاب چه اطلاعاتی را نشان می دهد
در واقع با شاخص MFI می توان به میزان بزرگی دانسیته مولکول پلیمری و میزان روان بودن مذاب پلیمری در شرایط آزمایشگاهی پی برد.
شاخص مذاب جهت اندازه گیری سریعتر خواص فرایندی پلیمرها است.
MFI جرم پلیمری بر حسب گرم می باشد، که در زمان ۱۰ دقیقه ازبین سوراخ (Die) که دارای قطر و طول ثابتی است، در دمای ثابت و بدون تغییر خارج می شود. در حالی که یک وزنه استاندارد روی پیستون محفظه رانش که حدود ۳ تا ۸ گرم از یک پلیمر را دارا است، وجود دارد.
استاندارد های به کار رفته در اندازه گیری شاخص مذاب، MFI ASTM D1238 و ISO 1133 می باشند.
روش اندازه گیری شاخص جریان مذاب MFI
در حقیقت اگر بخواهیم چگونگی کار را توضیح دهیم باید بگوییم که استوانه ای وجود دارد که نمونه در آن قرار می گیرد. در حالی که وزنه ای از بالا نیرو و دمایی را بر آن وارد می کند.
زمانی که این شرایط به وجود آمد مذاب از طریق خروجی منفذ که در پایین آن قرار دارد، خارج می شود. هنگام خارج شدن مذاب کاترهای خودکار به طور خودکار در زمان مشخص آنها را برش می دهند. سرانجام همه تکه های برش داده شده مورد اندازه گیری قرار می گیرند. MFI بر پایه یک فرمول تعیین می شود. در حقیقت می‌توانیم بگوییم که میزان mfi، تابعی از جرم مولکولی پلیمر می باشد.
پیشنهاد ویژه: خرید مستربچ سفید
اثرات کاهش MFI در محصول
- موجب افزایش سختی محصول می شود.
- استحکام کششی محصول را افزایش می دهد.
- استحکام نقطه تسلیم را در محصول بالا می برد.
- مقاومت در برابر خزش را افزایش می دهد.
- چقرمگی محصول افزایش پیدا می کند.
- موجب افزایش دمای نرم شدن محصول می شود.
- مقاومت در برابر تنش ترک را افزایش می دهد.
- سبب افزایش مقاومت شیمیایی می شود.
- وزن مولکولی محصول را افزایش می دهد.
- جلا و براقیت محصول کاهش پیدا می کند. موجب کاهش نفوذپذیری می شود.
اجزای دستگاه شاخص جریان مذاب
دستگاه شاخص جریان مذاب دارای اجزا و قسمت های مختلفی است که عبارتند از:
سیلندر: این قسمت از دستگاه شاخص جریان مذاب از مواد بسیار مقاومی ساخته شده است که در برابر خوردگی و فرسایش همچنین حداکثر دمای سامانه گرمایشی، مقاومت بالایی دارد. معمولاً طول سیلندر ما بین ۱۱۵ میلی متر تا ۱۸۰ میلی متر می باشد و قطر داخلی آن اندازه ای در حدود (۰/۰۰۷+- ۹/۵۵۰) میلی متر است.
پیستون: این قسمت از دستگاه شاخص جریان مذاب نیز همانند سیلندر از مواد مقاوم ساخته شده است که در برابر خوردگی و فرسایش همچنین حداکثر دمای سامانه گرمایشی مقاومت خوبی دارد. در صورتی دستگاه عملکرد خوب و رضایت بخشی خواهد داشت که سختی مواد سازنده کلگی پیستون و سیلندر متفاوت از هم باشد.
برای موثر بودن طول پیستون باید با طول سیلندر برابر باشد.
طول کلگی پیستون برابر است با (۰/۱۰+-۶/۳۵) میلی متر
قطر کلگی پیستون برابر است با (۰/۰۰۷+-۹/۴۷۴) میلی متر
دقت سامانه کنترل دمای دستگاه برابر است با ۰°/۱ C
دای: این قسمت از دستگاه از کاربید تنگستن یا فولاد سخت ساخته شده است. اگر دایی استاندارد باشد باید طولی به اندازه ۸/۰۰۰ میلی متر و قطر داخلی اسمی منفذ ۲/۰۹۵ میلی متر داشته باشد. بایستی قطر منفذ دای به صورت منظم مورد بررسی قرار بگیرد. به لحاظ ظاهری دای باید دارای دو انتهای تخت باشد و علائم ماشینکاری مشخص و در دید نداشته باشد.
وزنه: به عنوان وسیله ای که در بالای پیستون قرار بگیرد و فشار لازم را وارد کند به وزنه های استانداردی نیاز است، به طوری که بار استاندارد، توسط مجموع وزن پیستون و وزنه ها مهیا شود.
کاتر
تایمر دیجیتال (۰/۱ ثانیه)
میله متراکم کننده: این میله به دلیل اینکه نمونه های آزمون را به داخل سیلندر کاتر وارد می کند، باید از مواد غیر ساینده ساخته شده باشد.
جهت اطلاع از قیمت مستربچ رنگی و سفید به لینک مربوطه مراجعه نمایید.
عوامل تاثیرگذار بر آزمون شاخص جریان مذاب
برخی از عواملی که بر نتایج آزمون MFI تاثیر گذار هستند، به شرح ذیل است:
تمیزکاری و پاکسازی تجهیزات
باید به این نکته دقت کرد و به آن توجه داشت که پس از هر اندازه گیری، بایستی پیستون، دای دستگاه و سیلندر همه با یک دستمال پاک و تمیز کاملا تمیز وپاکسازی شوند. بر جا ماندن مواد روی بدنه سیلندر از آزمون قبلی و پوشانده شدن منفذ دای بر نتیجه آزمون تاثیرگذار خواهد بود.
کالیبراسیون دستگاه: لازم است مواردی مثل ابعاد، زمان، درجه حرارت و فاصله های فیزیکی به وسیله مرجع های معتبر در طول دوره های منظم کالیبره شوند.
جرم آزمونه: روش شارژ کردن دستگاه همچنین تغییرات جرم آزمونه بر نتایج آزمون اثرگذار است.
محیط قرار گیری دستگاه
دستگاه ها و تجهیزات بایستی در محیط هایی که جریان هوای زیاد و ارتعاش وجود نداشته باشد، قرار داشته باشند.
رطوبت
مقدار رطوبت در بعضی از مواد مثل نایلون، ABS، PMMA،PET می تواند بسیار تاثیر گذار باشد. پس لازم است مواد ذکر شده تحت شرایطی که کنترل شده است و در کوره های مناسب این کار کاملا خشک شوند. حتی گاها و بعضی وقت ها لازم است که بعضی از مواد با جریان N2 خشک شوند و رطوبتشان از بین برود.
جهت آشنایی با محصولات مختلف هامون بسپار به عنوان تولیدکننده مستربچ در ایران کلیک کنید.
معانی اعداد شاخص جریان مذاب
- پلاستیک های مناسب و قابل سفارش برای فرایند های تزریقی دارای ضریب شاخص مذاب بالایی هستند.
- پلاستیک های مصرف شده در فرایند قالب گیری بادی ( دمشی) معمولاً شاخص جریان مذاب در حدود ۲ دارند.
- پلاستیک های مورد استفاده و کاربردی در فرآیند قالب گیری چرخشی معمولاً شاخص جریان مذابی در حدود ۴ تا ۶ را دارا هستند.
- برخی از پلاستیک ها که مناسب و کاربردی برای فرآیندهای اکستروژن هستند، ضریب شاخص مذاب پایینی دارند.
گسترده ترین روش برای شکل دادن به پلاستیک ها در صنعت، اکستروژن است که به گونه‌های مختلفی مثل پروفیل، اکسترود لوله، پوشش سیم، فیلم و … قابل رویت است.
تشخیص ویژگی های فنی از میزان عددی شاخص جریان مذاب
- معمولاً میزان عددی شاخص جریان مذاب نسبت به جرم مولکولی پلیمر حالت معکوس دارد.
- کم بودن جرم مولکولی یک پلاستیک نشانگر میزان عددی شاخص جریان مذاب بیشتر است.
در واقع وقتی طول زنجیره ها نسبتاً کوتاه است بین آنها گره خوردگی کمتری به وجود می آید. در این صورت بین مولکول ها جاذبه فیزیکی کمتری نیز مشاهده می شود. گرانروی مذاب این گونه مواد کمتر است، پس در نتیجه جاری شدن آن ها با سرعت بیشتری اتفاق می افتد. به طوری که در مدت زمان ۱۰ دقیقه که زمان استانداردی است، پلیمر مذاب به مقدار بیشتر از دای خارج می شود، واضح است که ماده خروجی وزن بیشتری خواهد داشت. - اغلب پلاستیک های مورد استفاده در فرآیند های تزریقی دارای شاخص جریان مذاب بالایی هستند.
- گاهی جریان یابی سریع و راحت مذاب پلاستیک حین انجام برخی فرآیندها اصلاً خوب و مناسب نیست چون باعث می شود ابعاد قطعه قبل از اینکه جامد شوند و زمانی که در حال شکل دهی هستند، تغییر شکل داده و به هم بخورند.
- جرم مولکولی بیشتر پلاستیک موجب پایین آمدن میزان عدد شاخص جریان مذاب (MFI) می شود.
- در فرایند هایی که جریان آرام و آهسته مذاب موجب بر هم خوردن ابعاد قطعه شکل داده شده نمی شود، اغلب از پلاستیک هایی باMFI بسیار پایین استفاده می کنند. در این صورت فرایند تولید آن ها مختل نمی شود. مثل تولید لوله
- در شکل دهی اکستروژن یا فرآیندهای قالب گیری بادی، بعد از اینکه پلیمر مذاب از دای اکسترودر عبور می کند، جرم مولکولی بالا یا شاخص جریان مذاب کم که دارای گرانروی بیشتری هستند، تحمل شرایط شکل دهی فرایند های این مدلی را دارند.
- در صورت استفاده از پلاستیک هایی با mfi خیلی زیاد در فرآیند اکستروژن، خروجی پلیمر مذاب از دهانه کله گی به حالت شره خواهد بود.
بدون دیدگاه