A polimer viszkozitásának sok köze van a molekulatömegéhez, és a molekulatömege közvetlen kapcsolatban áll a tulajdonságokkal, ezért a viszkozitás mérése fontossá válik a műanyag tulajdonságainak meghatározásához.

Ez a molekulatömeg és viszkozitás kapcsolata relatív. Előfordulhatnak olyan esetek, amikor töltőanyagok vagy belső kenőanyagok hozzáadása a műanyag készítményhez, a polimer fluiditása vagy viszkozitása módosítható a molekulatömeg megváltoztatása nélkül.

A folyékonyság mérésére használt tesztet egy "plasztométerben" hajtják végre, bár bizonyos esetekben az anyag feldolgozhatóságának meghatározására használják, de eredetileg úgy gondolták, hogy képes legyen szabályozni a molekulatömeget a molekulatömeg és az összefüggés között. tulajdonságai. hogy ebben a tesztben a „nyírófeszültség” és a „nyírási ráta” alacsony, mivel az ötlet a molekulatömeg szabályozására irányult, de a feldolgozhatóságot nem.

Molekulatömeg = gramm/mol MFR = gramm/10 perc

A műanyag viszkozitását az MFI, MFR, MVR, MVI indikátoron keresztüli folyékonyságával mérik.

Áramlási sebesség, teszt

Néhány gramm pelletet juttatunk ezekbe az eszközökbe, és a műanyag típusától függően szokásos hőmérsékletre melegítjük őket. Ezután nyomást gyakorolnak egyes súlyokra (az anyagnak megfelelően normalizálva is), és megfigyelik és megmérik azt az olvadt anyagmennyiséget, amelyet az alkalmazott tömeg által kifejtett erő átfolyik az olvadt anyag kalibrált kimeneti nyílásán.

Ez az érték a vizsgált készülékbe bevezetett műanyag olvadási indexe.

Ennek eredményeként bizonyos mennyiségű anyag keletkezik, amely időegység alatt átfolyik a plastumométer kimeneti nyílásán. Az áramlási értékeket köbcentiméterben fejezzük ki 10 perc alatt, c 3/10 perc alatt vagy grammban 10 perc alatt, g/10 m-ben.

A folyékonyságra és viszkozitásra kapott érték a görbe olyan pontja, amely jellemzi a vizsgált anyag viszkozitását a „nyírási sebesség” függvényében. Ezért állókép az anyagról olyan körülmények között, amelyek szintén nem a befecskendezési folyamat körülményei.

Anyag-összehasonlítás

Különös figyelmet kell fordítanunk két vagy több anyag folyékonyságának összehasonlítására.

Az MFI teszt olyan teszt, amelyet "statikusnak" nevezhetünk, ez azt jelenti, hogy állandó "nyírófeszültséget" (súlyt) alkalmazunk a polimerre, mint bemenetre, és a "nyírási sebesség" egy "kimenet". az anyagra kifejtett erőfeszítés és annak viszkozitása. Minél gyorsabban jön ki az anyag, annál nagyobb „nyírósebességet” alkalmazunk és fordítva. Ezekben a tesztekben a „nyírófeszültség” és a „nyírási sebesség” értéke alacsony, olyannyira, hogy általában az anyag viszkozitási görbéjének zónájában vagyunk, amelyben az anyag viselkedése newtoni vagy majdnem newtoni.

Nyilvánvaló, hogy a tömeg alkalmazásakor az áramlási index vizsgálati szabvány szerint a feszültségnek a műanyagra való alkalmazása állandó feszültségű és alacsony nyíróerővel rendelkezik. Semmi köze a befecskendezési folyamathoz, ahol az alkalmazott befecskendezési nyomáson növekvő igénybevételt és magasabb nyírási és deformációs szintet fogunk alkalmazni.

Ha a műanyagokat egy injektálási eljárás során szokásos deformációs igénybevételnek teszik ki, viselkedésük eltér a laboratóriumi statikus áramlási teszten megfigyeltektől. A viszkozitás csökkenése ezekben az eljárási körülmények között kétféle polimer között is különbözhet, amelyek folyási értékében hasonló értékek vannak az áramlási tesztben.

olvadékindex

Szabványosított áramlási index teszt. ISO 1133. D ASTM 1238 ASTM D 3364.

Például kaphatunk 4g/10m MFI polikarbonátot és egy másik 20g/10 perc PC-t.

Sejthetjük, hogy a formánk kitöltése sokkal könnyebb lesz a 20 g/10 m-es PC-vel, mint a 4 g/10 m-es PC-vel, mivel ötször nagyobb a folyékonyság, de ... 5-ször könnyebb a forma kitöltése?

Megbecsülhetjük annak a vizsgálatnak a „nyírási sebességét”, amellyel ezeket a fluencia indexeket kaptuk, megszorozva az MFI-t 2,2 'állandóvalNyírósebesség '= MPI X 2.2

Ez eredményezi a „nyírási sebességet” (a fluiditási teszt állandó „nyírófeszültségével”) az első CP esetén 8,8 scg -1 és a második CP esetén 44 sec -1.

E két anyag viszkozitása (a viszkozitás/„nyírási sebesség” grafikonok szerint) a vizsgálat „nyírási sebesség” értékeiben:

PC MPI 4 g/10m …… 3.400 Pa/sg-1, PC MPI 20 …… 1.000 Pa/sg-. Ez mindkét anyag viszkozitásának különbsége a vizsgálati körülmények között 3,4: 1

Ha ezt a két PC-t az injektálási folyamat „nyírási sebességének” vetik alá, tegyük fel, hogy 10000 sg/-1, mindkét anyag viszkozitáskülönbség-aránya 1,25: 1-re csökken.

A 3.4. És 1. vizsgálati körülmények között a két anyag viszkozitásának különbségétől a viszkozitás különbségének arányához 1,25 és 1 közötti injektálási nyírási viszonyok között viszonyítottunk. Ezért a viszkozitások mindkét anyagban megközelítették.

Természetesen a töltés könnyebb lesz a PC 20 folyékonysággal, de a különbség valójában nem lesz akkora, mint amennyit az „adatlap” jelez, amikor a befecskendezési folyamat szokásos erőfeszítéseit alkalmazzák.

Tehát a folyékonyság különbségei, amelyeket az „adatlapon” látunk, eltúlzottak, ha összehasonlítjuk azokat a valódi folyékonyságkülönbségekkel, amelyeket a penész tényleges feltöltése során tapasztalunk. Ennek oka, hogy a tesztben alkalmazott „nyírási sebesség” a következő:

  • Alacsony „nyírási sebesség”, összehasonlítva a gyártási folyamatban alkalmazottal
  • Különböző „nyírási sebesség” mindkét anyagnál, ha állandó terhelést alkalmaznak, különböző anyagviszkozitásokkal.

Ezért relativizálni kell a nyersanyagindex értékeinek különbségeit az alapanyag-tételek között, mindaddig, amíg azok nincsenek eltúlozva, mivel nagy „nyírási sebességgel” csökkenni fognak.

Előfordulhat, hogy ha két anyagot hasonlítunk össze, akkor ezeknek a viszkozitása bizonyos lehet a fluiditási tesztben, valamint az injektálási eljárás nyírási és „nyírási sebességének” alkalmazásakor, akár morfológia, akár adalékanyagok stb. a műszaki adatlapon viszkózusabb anyag, még folyékonyabban viselkedik, és jobban kitölthetjük az adott formát. Az alábbi grafikonon láthatjuk, hogy a piros gráffal rendelkező anyag viszkozitása kezdetben nagyobb, de nyírást alkalmazva viszkozitása jobban csökken, mint a kék gráf anyagával, és végül folyékonyabb a magas „nyírási sebesség” tartományában.

Ezért az a feltételezés, hogy az anyag folyékonyságának szabályozásával a beérkezett anyag különböző tételeiben biztosítjuk az injektálási folyamatunk megismételhetőségét és konzisztenciáját, nem jelenti a viszkozitás és a nyírás közötti kapcsolat megértését. Ennek a célkitűzésnek sokkal fontosabb szempontjai vannak, mint például a Delta P és a nyomáskorlátozott eljárással való munka.

Tehát, ha az MPI nem fontos érték a feldolgozhatóság szempontjából, akkor mire szolgál, és miért jelenik meg szinte az összes adatlapon és az anyagkötegek minőségi tanúsítványában? hatMilyen céllal lehet ellenőrizni a beérkezett anyagmennyiségek MPI-értékét?

Ha azt feltételezzük, hogy az összes többi tényező egyenlő, akkor az olvadékindex a molekulatömeggel, tehát az anyag tulajdonságával kapcsolatos érték.

Az MFI ellenőrzése a beérkezett anyag tételekben hasznos annak biztosítására, hogy az anyag megfelelő molekulatömegű legyen, és hogy molekulatömeg tartományon belül készüljön, és hogy ezért a gyártott alkatrészek tulajdonságai a várakozásoknak megfelelőek lesznek.

Az előállított alkatrészek MPI-jének ellenőrzése annak összehasonlítása érdekében a szűz pelletek MPI-jével jó gyakorlat annak értékelésére, hogy az anyag milyen agressziót kapott a folyamat során, és hogy molekulatömeg-veszteséget szenvedett-e. Feltételezzük, hogy az injektálási folyamat során a csavar, a nyírás vagy a hő megszakítja a molekulákat, és ezáltal a molekulatömeg csökken. Az MPI 20–30% közötti növekedését elfogadhatónak tekintik.

Kapilláris reométer

A teljes viszkozitási görbe jellemzésére használt laboratóriumi berendezések a „nyírási sebességek” teljes tartománya alapján ez az eszköz biztosítja számunkra az anyag viselkedését a különböző deformációs feszültségek alkalmazása során, ezért a „nyírófeszültség” eltérő és a „nyírási arányok” teljes tartománya. Láthatjuk, hogyan csökken a viszkozitás a nyírósebesség tartományának függvényében és különböző hőmérsékleteken.

Összegzés

Az MFI állandó „nyírófeszültséggel” és alacsony „nyírási sebességgel” végzett vizsgálat.

Csak egy pontot ad az anyag viszkozitási görbéjén a „nyírási sebesség” függvényében

Az állandó „nyírófeszültség” azt jelenti, hogy a vizsgált anyag viszkozitásától függően a „nyírási sebesség” eltérő a különböző viszkozitású anyagok között

Az anyagok összehasonlításakor figyelembe kell venni, hogy a szokásos „nyírási sebesség” értékek alkalmazásakor a befecskendezési folyamatban a viszkozitások kiegyenlítődnek, a különbségek jóval kisebbek, mint amelyeket a műszaki adatlapok mutatnak.

Az MPI nem olyan tényező, amely biztosítja, hogy a gyártás következetes legyen a gyártási tételek között. Az Sн megismételhetőséget biztosít a különböző adagok közötti molekulatömegben, és ezért az anyag tulajdonságait különböző tételekben.