ISO 1133-1 Determinación del índice de fluidez másica (MFR) y del índice de fluidez volumétrica (MVR) de termoplásticos

La norma "ISO 1133-1 Plásticos - Determinación del índice de fluidez másica (MFR) y del índice de fluidez volumétrica (MVR) de termoplásticos - Parte 1: Método estándar", desarrollada por la Organización Internacional de Normalización (ISO), describe dos procedimientos para determinar el índice de fluidez másica (MFR) y el índice de fluidez volumétrica (MVR) de materiales termoplásticos en condiciones específicas de temperatura y carga. El procedimiento A es un método de medición de masa. El procedimiento B es un método de medición de desplazamiento.

Normalmente, las condiciones de ensayo para medir el índice de fluidez se especifican en la norma de materiales, con referencia a esta. Las condiciones de ensayo utilizadas habitualmente para termoplásticos se incluyen en el anexo de la norma (Anexo A).

El caudal volumétrico de fusión (CFM) es especialmente útil al comparar materiales con diferentes contenidos de relleno y termoplásticos con y sin relleno. El caudal másico de fusión (CFM) puede determinarse a partir de mediciones del CFM, y viceversa, si se conoce la densidad de fusión a la temperatura de prueba.

Es probable que esta norma también sea válida para termoplásticos cuyo comportamiento reológico se ve afectado durante la medición por fenómenos como la hidrólisis (ruptura de cadena), la condensación y la reticulación, pero solo si el efecto es limitado y solo si la repetibilidad y la reproducibilidad están dentro de un rango aceptable.

Esta norma no es adecuada para materiales cuyo comportamiento reológico se vea significativamente afectado durante las pruebas. En tales casos, se aplica la norma ISO 1133-2.

Las velocidades de corte empleadas en estos métodos son mucho menores que las empleadas en condiciones normales de procesamiento, por lo que los datos obtenidos para diversos termoplásticos mediante estos métodos pueden no siempre correlacionarse con su comportamiento durante el procesamiento. Ambos métodos se utilizan principalmente para el control de calidad.

Para los efectos de esta norma, se aplican los siguientes términos y definiciones:

El caudal másico de fusión es la velocidad a la que la resina fundida se extruye a través de una matriz de longitud y diámetro específicos, en condiciones específicas de temperatura, carga y posición del pistón en el cilindro de un plastómetro de extrusión. Esta velocidad se determina por la masa extruida durante un tiempo específico. El caudal másico se expresa en gramos por 10 minutos.
El caudal volumétrico de fusión es la velocidad a la que se extruye la resina fundida a través de una matriz de longitud y diámetro específicos, en condiciones específicas de temperatura, carga y posición del pistón en el cilindro de un plastómetro de extrusión. Esta velocidad se determina por el volumen extruido durante un tiempo específico. El caudal volumétrico de fusión se expresa en centímetros cúbicos por 10 minutos.
La carga es la fuerza combinada ejercida por la masa del pistón y cualquier peso adicional especificado en las condiciones de prueba. La carga se expresa en kilogramos como la masa ejercida.
Una carga comprimida preformada es una muestra de prueba preparada como carga comprimida de polímero. Para asegurar una rápida inserción de la muestra en el orificio del cilindro y un extruido sin huecos, puede ser necesario preformar las muestras, inicialmente en polvo o escamas, para obtener una carga comprimida.
El historial de tiempo y temperatura es el historial de la temperatura y el tiempo al que estuvo expuesta la muestra durante la prueba, incluida la preparación de la muestra.
El molde estándar es el molde con una longitud nominal de 8.000 mm y un diámetro de orificio nominal de 2.095 mm.
Un molde de medio tamaño es un molde con una longitud nominal de 4.000 mm y un diámetro de orificio nominal de 1.050 mm.
Los plásticos sensibles a la humedad son plásticos con propiedades reológicas sensibles al contenido de humedad. Experimentan hidrólisis cuando el agua absorbida se absorbe y se calienta por encima de su temperatura de transición vítrea (en el caso de los plásticos amorfos) o su punto de fusión (en el caso de los plásticos semicristalinos). Esto produce una disminución de la masa molar y, en consecuencia, una disminución de la viscosidad del fundido y un aumento del caudal másico del fundido (MFR) y del caudal volumétrico del fundido (MVR).

El caudal másico de masa fundida (MFR) y el caudal volumétrico de masa fundida (MVR) se determinan extruyendo material fundido desde un cilindro de plastómetro a través de una matriz de longitud y diámetro específicos en condiciones de temperatura y carga predeterminadas.

Para medir la MFR (procedimiento A), se pesan segmentos cronometrados del material extruido y se utilizan para calcular la velocidad de extrusión en gramos por 10 minutos. Para medir la MVR (procedimiento B), se registra la distancia que recorre el pistón en un tiempo específico, o el tiempo que tarda en recorrer dicha distancia, y se utiliza para calcular la velocidad de extrusión en centímetros cúbicos por 10 minutos. Si se conoce la densidad de fusión del material a la temperatura de prueba, la MVR puede convertirse a MFR y viceversa. La densidad de fusión es necesaria a la temperatura y presión de prueba. En la práctica, la presión es baja, y los valores obtenidos a la temperatura de prueba y presión ambiente son suficientes.

La norma ISO 1133-1 es esencial porque proporciona un método uniforme y fiable para determinar el índice de fluidez másica (MFR) y el índice de fluidez volumétrica (MVR) de materiales termoplásticos. Estas mediciones son cruciales para el control de calidad, la comparación de materiales y el comportamiento del procesamiento en la industria del plástico.

Esta norma se considera importante por las siguientes razones:

Estandarización a nivel de toda la industria: sin un método consistente como la norma ISO 1133-1, diferentes laboratorios o fabricantes pueden obtener resultados diferentes para el mismo material, lo que hace que las comparaciones sean poco confiables.
Evaluación de procesabilidad: MFR y MVR son indicadores de la viscosidad y el comportamiento del flujo de un polímero cuando se funde, lo que ayuda a predecir cómo se desempeñará durante métodos de procesamiento como el moldeo por inyección o la extrusión.
Especificación y consistencia del material: Los fabricantes utilizan la tasa de flujo másico de fusión (MFR) y la tasa de flujo volumétrico de fusión (MVR) para garantizar que cada lote de plástico tenga las propiedades de flujo consistentes necesarias para mantener la calidad del producto.
Cumplimiento normativo y contractual: muchos estándares de productos y especificaciones de clientes hacen referencia a la norma ISO 1133-1 para definir rangos de caudal aceptables para los materiales.
Diseño y simulación: Los ingenieros confían en datos MFR/MVR precisos para modelar el comportamiento del flujo en herramientas y matrices, lo que afecta el diseño y el rendimiento del producto.

Mientras tanto, la norma ISO 1133-1 es adecuada para el uso diario en la mayoría de las aplicaciones. Por el contrario, la norma ISO 1133-2 es importante cuando se trata de materiales que pueden degradarse, reticularse o sufrir cualquier otro cambio en condiciones de prueba.

Nuestra organización, que lleva años apoyando a empresas de todos los sectores mediante una amplia gama de actividades de prueba, medición, análisis y evaluación, cuenta con un sólido equipo de empleados que siguen de cerca los avances científicos y tecnológicos globales y se mejoran constantemente. En este contexto, también ofrecemos servicios de prueba de acuerdo con la norma ISO 1133-1 Plásticos - Determinación del índice de fluidez másica (MFR) y el índice de fluidez volumétrica (MVR) de termoplásticos - Parte 1: Método estándar.