ISO 1133-1 Détermination de l'indice de fluidité à chaud (MFR) et de l'indice de fluidité à chaud (MVR) des thermoplastiques

La norme « ISO 1133-1 Plastiques – Détermination de l'indice de fluidité à chaud (MFR) et de l'indice de fluidité volumique (MVR) des thermoplastiques – Partie 1 : Méthode normalisée » élaborée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO), décrit deux procédures permettant de déterminer l'indice de fluidité à chaud (MFR) et l'indice de fluidité volumique (MVR) des matériaux thermoplastiques dans des conditions de température et de charge spécifiées. La procédure A est une méthode de mesure de la masse. La procédure B est une méthode de mesure du déplacement.

En règle générale, les conditions d'essai pour la mesure de l'indice de fluidité à chaud sont spécifiées dans la norme relative aux matériaux, en référence à la présente norme. Les conditions d'essai généralement utilisées pour les thermoplastiques sont incluses dans l'annexe A de la norme.

L'indice de fluidité volumique (IMF) est particulièrement utile pour comparer des matériaux présentant des teneurs en charges différentes et des thermoplastiques chargés et non chargés. L'indice de fluidité massique (IMF) peut être déterminé à partir de ces mesures, et inversement, si la masse volumique à la température d'essai est connue.

Cette norme est également susceptible d'être valable pour les thermoplastiques dont le comportement rhéologique est affecté pendant la mesure par des phénomènes tels que l'hydrolyse (rupture de chaîne), la condensation et la réticulation, mais seulement si l'effet est limité et seulement si la répétabilité et la reproductibilité sont dans une plage acceptable.

Cette norme ne convient pas aux matériaux dont le comportement rhéologique est significativement affecté lors des essais. Dans ce cas, la norme ISO 1133-2 s'applique.

Les taux de coupe utilisés dans ces méthodes sont bien inférieurs à ceux utilisés dans des conditions de traitement normales ; par conséquent, les données obtenues pour divers thermoplastiques à l'aide de ces méthodes peuvent ne pas toujours correspondre à leur comportement pendant le traitement. Ces deux méthodes sont principalement utilisées pour le contrôle qualité.

Aux fins de la présente norme, les termes et définitions suivants s'appliquent :

• Le débit massique de la matière fondue est la vitesse à laquelle la résine fondue est extrudée à travers une filière de longueur et de diamètre spécifiés, dans des conditions de température, de charge et de position du piston spécifiées dans le cylindre d'un plastomètre d'extrusion. Cette vitesse est déterminée par la masse extrudée sur une durée donnée. Le débit massique est exprimé en grammes par 10 minutes.
• Le débit volumique de la matière fondue est la vitesse à laquelle la résine fondue est extrudée à travers une filière de longueur et de diamètre spécifiés, dans des conditions de température, de charge et de position du piston spécifiées dans le cylindre d'un plastomètre d'extrusion. Cette vitesse est déterminée par le volume extrudé sur une durée donnée. Le débit volumique de la matière fondue est exprimé en centimètres cubes par 10 minutes.
• La charge est la force combinée exercée par la masse du piston et le ou les poids supplémentaires spécifiés dans les conditions d'essai. Elle est exprimée en kilogrammes comme la masse exercée par le piston.
• Une charge comprimée préformée est un échantillon d'essai préparé à partir d'un échantillon de polymère comprimé. Pour garantir une insertion rapide de l'échantillon dans l'alésage du cylindre et un extrudat exempt de vides, il peut être nécessaire de préformer des échantillons, initialement sous forme de poudre ou de paillettes, en une charge comprimée.
• L'historique temps-température est l'historique de la température et du temps auxquels l'échantillon a été exposé pendant les tests, y compris la préparation de l'échantillon.
• Le moule standard est le moule avec une longueur nominale de 8 000 mm et un diamètre de trou nominal de 2 095 mm.
• Un moule demi-taille est un moule avec une longueur nominale de 4 000 mm et un diamètre de trou nominal de 1 050 mm.
• Les plastiques sensibles à l'humidité sont des plastiques dont les propriétés rhéologiques sont sensibles à la teneur en eau. Ils subissent une hydrolyse lorsque l'eau absorbée est chauffée au-dessus de leur température de transition vitreuse (pour les plastiques amorphes) ou de leur point de fusion (pour les plastiques semi-cristallins), ce qui entraîne une diminution de la masse molaire et, par conséquent, une diminution de la viscosité à l'état fondu et une augmentation de l'indice de fluidité à chaud (IMF) et de l'indice de fluidité à chaud (IMV).

Le débit massique de fusion (MFR) et le débit volumique de fusion (MVR) sont déterminés en extrudant un matériau fondu à partir d'un cylindre de plastomètre à travers une filière de longueur et de diamètre spécifiés dans des conditions de température et de charge prédéterminées.

Pour mesurer le MFR (procédure A), des segments chronométrés d'extrudat sont pesés et utilisés pour calculer la vitesse d'extrusion en grammes par 10 minutes. Pour mesurer le MVR (procédure B), la distance parcourue par le piston pendant un temps donné, ou le temps nécessaire au piston pour parcourir une distance donnée, est enregistrée et utilisée pour calculer la vitesse d'extrusion en centimètres cubes par 10 minutes. Si la masse volumique du matériau à la température d'essai est connue, le MVR peut être converti en MFR et inversement. La masse volumique est requise à la température et à la pression d'essai. En pratique, la pression est faible et les valeurs obtenues à la température d'essai et à la pression ambiante sont suffisantes.

La norme ISO 1133-1 est essentielle car elle fournit une méthode uniforme et fiable pour déterminer l'indice de fluidité à chaud (MFR) et l'indice de fluidité à chaud (MVR) des matériaux thermoplastiques. Ces mesures sont essentielles pour le contrôle qualité, la comparaison des matériaux et le comportement des procédés de fabrication dans l'industrie des plastiques.

Cette norme est considérée comme importante pour les raisons suivantes :

• Normalisation à l’échelle de l’industrie : sans une méthode cohérente telle que la norme ISO 1133-1, différents laboratoires ou fabricants peuvent obtenir des résultats différents pour le même matériau, ce qui rend les comparaisons peu fiables.
• Évaluation de la transformabilité : le MFR et le MVR sont des indicateurs de la viscosité et du comportement d'écoulement d'un polymère lorsqu'il est fondu, qui aident à prédire ses performances lors de méthodes de traitement telles que le moulage par injection ou l'extrusion.
• Spécification et consistance des matériaux : les fabricants utilisent l'indice de fluidité à chaud (MFR) et l'indice de fluidité à chaud (MVR) pour garantir que chaque lot de plastique possède les propriétés d'écoulement constantes nécessaires pour maintenir la qualité du produit.
• Conformité réglementaire et contractuelle : De nombreuses normes produits et spécifications clients font référence à la norme ISO 1133-1 pour définir les plages de débit acceptables pour les matériaux.
• Conception et simulation : les ingénieurs s'appuient sur des données MFR/MVR précises pour modéliser le comportement de l'écoulement dans les outils et les matrices, ce qui a un impact sur la conception et les performances du produit.

La norme ISO 1133-1 est adaptée à un usage quotidien dans la plupart des applications. En revanche, la norme ISO 1133-2 est importante pour les matériaux susceptibles de se dégrader, de se réticuler ou de subir d'autres modifications dans les conditions d'essai.

Notre organisation, qui accompagne depuis des années les entreprises de tous secteurs d'activité grâce à un large éventail d'activités d'essais, de mesures, d'analyses et d'évaluations, s'appuie sur une équipe performante qui suit de près les avancées scientifiques et technologiques mondiales et s'améliore constamment. Dans ce contexte, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme ISO 1133-1 Plastiques - Détermination de l'indice de fluidité à chaud (MFR) et de l'indice de fluidité à chaud (MVR) des thermoplastiques - Partie 1 : Méthode normalisée.