MFI Eriyik Akış Ölçüm Testi Nedir?

17 May 2022

Erime Akış İndeksi Nedir?

Erime akış ölçümü testi, plastik hammaddelerin, ürünlerin ve geri dönüşüm granüllerin eriyik akış karakterizasyonunu TS EN ISO 1133, ASTM D 1238 standartlarına uygun olarak gerçekleştirebilir. Ürün veya hammadde polimerin eriyik fazda davranışını simule eder. MFR TESTI: Kütle ölçüm metodudur. Numuneler kalıptan 0.1 mg hassasiyette belirli bir kütleyle yüklenir ve MFR değeri hesaplanır. MVR testi, derdeğiştirme ölçüm metodudur.

Plastik Eriyik Akış İndeksinin Test Edilmesinin Önemi

Eriyiğin yüksekliği plastiğin performansını ifade eder. Plastik hammadde genel olarak yüksek bir eriyik indisine sahiptir ve akışkanlık büyüktür, kalıplama işlemi uygundur, sertlik ve bariyer özelliği iyidir; darbe dayanımı özelliği, çevresel stres çatlama direnci özelliği, dış özellik ve kimyasal ortam direnci özelliği zayıftır; erime indeksi, kırılma gücü, sertlik, tokluk ve yaşlanma stabilitesi daha küçüktür.
Polyester iplik ve enjeksiyon kalıplama erimiş halde işlenir. Eriyiğin viskozitesi reolojik özelliklerinde en önemli parametrelerden biridir ve aynı zamanda ürün kalitesini sağlamak için de anahtardır.
Eriyik indeksi, besleme stoğunun vida içindeki akış hızını karakterize eden bir parametredir. Polimerin akışkanlığı, belirli bir kesme kuvveti için belirlenir ve kesme ve sıcaklığa bağlıdır.
Yüksek eriyik indisine sahip olan malzeme, ekstrüderdeki vida ile nispeten küçük sürtünme katsayısına sahiptir ve bu nedenle çıktı nispeten küçüktür. Yüksek erime materyalleri genellikle daha fazla kirliliğe sahiptir ve makine kafasındaki baskı büyüktür, bu da ağ tıkanmasına neden olabilir.
Test malzemelerinin akış özelliklerinin üretim gereksinimlerini karşılayıp karşılayamayacağı, test sonuçları kalifiye değilse, üretim için hammadde olarak kullanılamaz.

Standartlar

Endüstride, MFI testlerinde kullanılan en yaygın standartlar ISO 1133 ve ASTM D1238 standartlarıdır.

ISO 1133 ve ASTM D1238 Arasındaki Fark, ISO 1133 standardı, beş dakikalık bir ön ısıtma süresi gerektirirken, ASTM D1238, yedi dakikalık bir ön ısıtma süresi gerektirir. ISO 1133 standardının başlangıç noktası 50 mm’dir ve 30 mm piston hareketi gerektirirken ASTM D1238 yöntemi 46 mm’lik bir başlangıç noktasına sahiptir ve 6,35 ila 25,4 mm arasında hareket gerektirir.

MFI Testi Hangi Endüstrilerde Kullanılır?

Plastikler diğer malzemelere nazaran daha yüksek dayanıma sahip oldukları için geniş çapta kullanılmaktadırlar; istenilen şekilde üretilebilir, zorlu şartlar altında olumsuz etki göstermez ve herhangi bir kimyasala kolay tepki vermezler.

Tüm bu etkenlerden dolayı plastikler, yiyecek içecek sanayi, otomotiv endüstrileri, ilaç endüstrileri, kimya endüstrileri gibi alanlarda çokça kullanılırlar. Plastiklerin kullanım alanları bu kadar geniş olduğu için, yukarıda bahsedilen tüm sektörün ihtiyacını plastik endüstrisinin karşılaması gerekmektedir.

Üretilen plastiğin en iyi kalitede olabilmesi için MFI, erime akış ölçümü testi, olmazsa olmazlardandır. Bu sebeple MFI, erime akış ölçümü testi, plastik endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

MFI (Eriyik Akış Testi) Nasıl Yapılır?

Test cihazındaki ekranda ayarlar bölümüne girilir, numuneye ve teste ait bazı değerler standartlara göre girilir.
Girilen bilgilere göre eriyik akış ölçüm cihazının sıcaklığı girilen değere kadar yükselir.
Numunenin kaç saniyede kesileceği, numuneden alınmak istenen örnek sayısı cihazın ekranındaki uygun boşluklara yazılır.
Kaydet butonuna basılarak tüm değerler hafızaya atılır, ardından ekranda bulunan testler bölümündeki MFR butonuna tıklanarak cihaz MFR test ekranına geçer.
Numuneler metal huni ile fırın haznesine doldurulur, erimeye bırakılan numune üzerine ağırlık tutucu silindir çubuk yerleştirilir.
Numune standartlarında belirtilen şekilde uygun ağırlıklar silindir çubuk üzerine eklenir.
Tam eriyik hale geçen numuneler fırının çıkışında bulunan orifisten akmaya başlar ve numunelerin akmaya başlamasıyla beraber Başlat Butonuna basılır.
Bundan sonraki tüm işlemler cihaz tarafından otomatik olarak gerçekleştirilmektedir. Kesim süresinin her sıfırlandığı saniyede eriyen numune otomatik olarak kesilmektedir.
Kesilen numuneler test süresi boyunca korumalı bir haznede kire ve toza maruz kalmadan muhafaza edilir.
Test işlemi sona erdiğinde her bir numunenin kütlesi hassas terazide ölçülür.

Cihazın ekranında bulunan tartımlar butonuna basılır, ölçülen her bir numunenin kütle değerleri “gram” cinsinden ekrana girilir ve son kütle değerinden sonra tüm değerlerin ortalaması alınarak Numunenin MFR değeri sonuç ekranında “gram/dakika” yazdırılır.

MFI, MVR için Formüller

Malzemenin Kütlesel Akış Hızı (MFR), g/10 dakika cinsinden aşağıdaki eşitlikle hesaplanır:

T = Deney Sıcaklığı (℃)
m_anma = Anma Yükü (kg)
m = Kesilen Parçaların Ortalama Kütlesi (g)
t = Kesme Zaman Aralıkları (s)
600, g/s birimini g/10 dakika (600s) birimine çevirmek için kullanılan faktördür.

Malzemenin Hacimsel Akış Hızı (MVR), cm3/10 dakika cinsinden aşağıdaki eşitlikle hesaplanır:

T = Deney Sıcaklığı (℃)
m_anma = Anma yükü (kg)
A = Piston Kafası ve Silindirin Ortalama Kesit Alanı (см²)
t = Ölçmelerin Önceden Belirlenen Süresi veya Münferit Zaman Ölçmelerinin Ortalama Değeri
l = Piston Tarafından Alınan ve Önceden Belirlenen Mesafelerin Ortalama Değeri (cm)

Malzemenin Hacimsel Akış Hızı (MVR), g/10 dakika cinsinden aşağıdaki eşitlikle hesaplanır:

T = Deney Sıcaklığı (℃)
m_anma = Anma yükü (kg)
A = Piston Kafası ve Silindirin Ortalama Kesit Alanı (cm²)
t = Ölçmelerin Önceden Belirlenen Süresi veya Münferit Zaman Ölçmelerinin Ortalama Değeri
l = Piston Tarafından Alınan ve Önceden Belirlenen Mesafelerin Ortalama Değeri (cm)
ρ = Eriyiğin Deney Sıcaklığındaki Yoğunluğu (g/cm³)

ρ değeri aşağıdaki eşitlikle hesaplanır:

m = Pistonun l cm Kadar Hareketi ile Ekstrüde Edilen Maddenin Tartılarak Belirlenen Kütlesi (g)

Test Sonuçları Nasıl Değerlendirilir?

MFR değerinin MVR değerine oranı bizlere deneylerde kullanılan malzemenin yoğunluğunu verecektir.

Aynı zamanda ölçülen MFR ve MVR değerleri, test edilen malzemenin standartlarındaki değerleriyle uygunluğu kontrol edilir. Değerlerin karşılaştırılması sonucunda, isterlerin sağlanması durumunda herhangi bir işlem yapılmazken, histerlerin sağlanmaması durumunda plastik tasarımında revize işlemine gidilir.

Ölçülen MFI Değerlerinin Sıcaklık ve Kütle Değişim Grafiği

Yukarıdaki grafik farklı iki plastiğin kütle ve sıcaklık değerinin değişmesi durumunda MFI değerinin nasıl değiştiğini gösteren bir grafiktir. Grafikten yorumlanacağı üzere malzemenin kütlesi ve sıcaklığı arttığında MFI değerinin arttığı gözlenmektedir. Bu grafikten çıkarılacak sonuç, standartlarda verilen sıcaklık ve kütle değerlerinde deneyin yapılması gerektiğidir. Yapılacak deneyin standartlarına uygun olarak yapılması en doğru sonucu verecektir.