آزمون نرخ جریان مذاب پلیمر ها از مهمترین خصوصیات رئولوژیکی مواد پلیمری است. این شاخص دارای تعریف مشخص و استاندارد های جدید است که تیم تحقیق و توسعه خاتم پلیمر در این مقاله سعی بر این داشتیم تا به صورت جزئی به بررسی این خاصیت بپردازیم.
نرخ جریان مذاب پلیمر چیست؟
یکی از مهمترین خواص پلیمر گرمانرم، نرخ جریان جرمی مذاب پلیمر MFR (Melt mass-Flow Rate) یا شاخص جریان مذاب پلیمر (Melt Flow Index) است.
این خاصیت جزو خواص رئولوژیکی مواد پلیمری شناخته می شود و اهمیت آن در قالب پذیری و ارتباط مستقیمی با ویسکوزیته دارد.
آزمون نرخ جریان مذاب پلیمر، اندازه گیری مقدار جرمی یک پلیمر مذاب عبور کرده از یک سوراخ با قطر مشخص (دای) است که طول و قطر دای، فشار و دمای آزمون نیز روی آن تاثیر مستقیم دارد.
این آزمون به این صورت انجام می گیرد که پلیمر مذاب را در فشار و دمای مورد آزمایش از قطر مشخص و طول مشخصی از دای عبور می دهیم و طی دوره 10 دقیقه ای جرم پلیمر عبور کرده را بر حسب گرم گزارش می کنیم.
مکانیزم آزمون شاخص جریان مذاب پلیمر ها
همانطور که می دانید یک مداه پلیمری از زنجیر هایی با طول متفاوت تشکیل شده است. به همین منظور مفهومی به نام توزیع وزن مولکولی برای پلیمر ها وجود دارد.
کنترل دقیق طول زنجیره های پلیمری در محصول بسیار مشکل و هزینه بر است.به همین علت برای بررسی توزیع وزن مولکولی پلیمر ها و اطلاع کلی از طول زنجیر ها، آزمون جریان مذاب را از پلیمر می گیریم.
شاخص جریان مذاب پلیمر تا حد چشمگیری نسبت معکوس با گرانروی یا ویسکوزیته مذاب پلیمر دارد اما این نسبت بسیار دقیق نیست.
در دما و فشار مشخص، هرچه طول زنجیرهای پلیمری کوتاه تر باشد نرخ جریان مذاب آن نیز بالاتر است و راحت تر عبور می کند.
کاهش در مقدار MFR باعث تغییرات زیر در خصوصیات پلیمر می شود:
- افزایش سختی پلیمر
- افزایش استحکام کششی پلیمر
- افزایش در استحکام نقطه تسلیم پلیمر
- افزایش مقاومت در برابر خزش پلیمر
- افزایش چقرمگی پلیمر
- افزایش دمای نرم شدن پلیمر
- افزایش مقاومت در برابر تنش ترک پلیمر
- افزایش مقاومت شیمیایی پلیمر
- افزایش وزن مولکولی پلیمر
- کاهش جلا و براقیت پلیمر
- کاهش نفوذپذیری پلیمر
به همین دلیل از این آزمون می توان برای کنترل کیفیت بچ های پلیمر مورد استفاده در قالب گیری و تزریق استفاده کرد.
به طور کلی با افزایش شاخص جریان جرمی مذاب MFR ، استحکام کششی، مقاومت پارگی، دمای نرم شدن و چقرمگی پلیمر کاهش می‌یابد.
تغییر در استاندارد های بین المللی آزمون نرخ جریان مذاب پلیمر
در اسناد رسمی استاندارد های این تست از جمله ISO1133 و ASTM D 1238 تغییراتی در نامگذاری شاخص های جریان مذاب ایجاد شده است:
سابقاٌ از MFI یا Melt Flow Index برای شاخص جریان جرمی مذاب استفاده می شد. این عبارت به MFR یا Melt mass-Flow Rate تغییر پیدا کرده است.
همچنین عبارت MVI یا Melt Volume Index که به معنای شاخص حجمی مذاب است به MVR یا Melt Volume-flow Rate تغییر کرده است.
عبارت Melt Flow Ratio یا MFR به معنای نسبت شار عبوری مذاب به FRR یا Flow Rate Ratio تغییر کرده است.
این تغییرات در آزمون نرخ جریان مذاب پلیمر در سطح بین المللی بسیار مهم است و استفاده از فرم سابق این عبارات از ارزش علمی تحقیقات می کاهد.
آکادمی آموزشی خاتم پلیمر این امکان را فراهم می کند تا داوطلبان و مهندسان بخش فنی و کنترل کیفیت به راحتی با شرکت در دوره های آموزشی تخصصی در محل آزمایشگاه و مجازی می توانند الزامات استاندارد را پیاده سازی کنند و گواهی نامه معتبر منحصر بفرد هر آزمایش را دریافت نمایند.
همچنین آزمایشگاه تخصصی خاتم پلیمر با انجام آزمایش های مورد نیاز هر بخش به شرکت ها کمک می کند تا تاییده مربوطه را از سازمان غذا و دارو و سازمان ملی استاندارد ایران اخذ نمایند و اقدام به تولید انبوه محصولات خود نمایند.
