ISO 1133-1 Oznaczanie masowego wskaźnika płynięcia (MFR) i objętościowego wskaźnika płynięcia (MVR) tworzyw termoplastycznych

Norma „ISO 1133-1 Tworzywa sztuczne – Oznaczanie masowego wskaźnika płynięcia (MFR) i objętościowego wskaźnika płynięcia (MVR) tworzyw termoplastycznych – Część 1: Metoda standardowa” opracowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO) opisuje dwie procedury określania masowego wskaźnika płynięcia (MFR) i objętościowego wskaźnika płynięcia (MVR) tworzyw termoplastycznych w określonych warunkach temperatury i obciążenia. Procedura A to metoda pomiaru masy. Procedura B to metoda pomiaru przemieszczenia.

Warunki badań do pomiaru szybkości płynięcia są zazwyczaj określone w normie materiałowej, z odniesieniem do tej normy. Warunki badań powszechnie stosowane dla tworzyw termoplastycznych znajdują się w załączniku do normy (Załącznik A).

Objętościowy wskaźnik szybkości płynięcia (MVR) jest szczególnie przydatny przy porównywaniu materiałów o różnej zawartości wypełniacza oraz tworzyw termoplastycznych wypełnionych i niewypełnionych. Masowy wskaźnik szybkości płynięcia (MFR) można określić na podstawie pomiarów objętościowego wskaźnika szybkości płynięcia (MVR) i odwrotnie, jeśli znana jest gęstość stopu w temperaturze badania.

Norma ta prawdopodobnie będzie miała zastosowanie także do tworzyw termoplastycznych, których właściwości reologiczne ulegają zmianie podczas pomiaru z powodu zjawisk takich jak hydroliza (pęknięcie łańcucha), kondensacja i sieciowanie, ale tylko wtedy, gdy wpływ ten ma ograniczony zakres i powtarzalność i odtwarzalność mieszczą się w dopuszczalnym zakresie.

Niniejsza norma nie ma zastosowania do materiałów, których właściwości reologiczne ulegają znacznemu pogorszeniu podczas badań. W takich przypadkach stosuje się normę ISO 1133-2.

Szybkości skrawania stosowane w tych metodach są znacznie niższe niż w normalnych warunkach przetwarzania, dlatego dane uzyskane dla różnych tworzyw termoplastycznych tymi metodami mogą nie zawsze korelować z ich zachowaniem podczas przetwarzania. Obie metody są wykorzystywane głównie do kontroli jakości.

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Masowy wskaźnik przepływu to szybkość, z jaką stopiona żywica jest wytłaczana przez matrycę o określonej długości i średnicy, w określonych warunkach temperatury, obciążenia i położenia tłoka w cylindrze plastometru wytłaczarskiego. Szybkość ta jest określana na podstawie masy wytłaczanej w określonym czasie. Masowy wskaźnik przepływu jest wyrażany w gramach na 10 minut.
• Objętościowy wskaźnik przepływu to szybkość, z jaką stopiona żywica jest wytłaczana przez dyszę o określonej długości i średnicy, w określonych warunkach temperatury, obciążenia i położenia tłoka w cylindrze plastometru wytłaczarskiego. Szybkość ta jest określana na podstawie objętości wytłoczonej w określonym czasie. Objętościowy wskaźnik przepływu jest wyrażany w centymetrach sześciennych na 10 minut.
• Obciążenie to łączna siła wywierana przez masę tłoka i wszelkie dodatkowe ciężary określone w warunkach testu. Obciążenie wyraża się w kilogramach jako wywieraną przez niego masę.
• Wstępnie uformowany ładunek sprasowany to próbka testowa przygotowana jako sprasowany ładunek próbki polimeru. Aby zapewnić szybkie wprowadzenie próbki do otworu cylindra i uzyskanie ekstrudatu bez pustych przestrzeni, może być konieczne wstępne uformowanie próbek, początkowo w postaci proszku lub płatków, w sprasowany ładunek.
• Historia czasu i temperatury to historia temperatury i czasu, jakim poddana była próbka w trakcie badania, łącznie z przygotowaniem próbki.
• Standardową formą jest forma o długości nominalnej 8.000 mm i nominalnej średnicy otworu 2.095 mm.
• Forma połówkowa to forma o nominalnej długości wynoszącej 4.000 mm i nominalnej średnicy otworu wynoszącej 1.050 mm.
• Tworzywa sztuczne wrażliwe na wilgoć to tworzywa o właściwościach reologicznych, które są wrażliwe na zawartość wilgoci. Ulegają one hydrolizie, gdy wchłonięta woda zostanie wchłonięta i ogrzana powyżej temperatury zeszklenia (w przypadku tworzyw amorficznych) lub temperatury topnienia (w przypadku tworzyw semikrystalicznych), co powoduje spadek masy molowej, a w konsekwencji spadek lepkości stopu oraz wzrost wskaźnika masowego płynięcia (MFR) i objętościowego wskaźnika płynięcia (MVR).

Masowy wskaźnik przepływu stopu (MFR) i objętościowy wskaźnik przepływu stopu (MVR) są wyznaczane poprzez wytłaczanie stopionego materiału z cylindra plastometru przez dyszę o określonej długości i średnicy w ustalonych warunkach temperatury i obciążenia.

Do pomiaru MFR (procedura A) ważone są segmenty ekstrudatu w określonym czasie, a następnie obliczana jest szybkość wytłaczania w gramach na 10 minut. Do pomiaru MVR (procedura B) rejestrowana jest odległość, jaką tłok pokonuje w określonym czasie, czyli czas potrzebny tłokowi na przebycie określonej odległości, a następnie obliczana jest szybkość wytłaczania w centymetrach sześciennych na 10 minut. Jeśli znana jest gęstość stopu materiału w temperaturze badania, MVR można przeliczyć na MFR i odwrotnie. Gęstość stopu jest wymagana w temperaturze i ciśnieniu badania. W praktyce ciśnienie jest niskie, a wartości uzyskane w temperaturze badania i ciśnieniu otoczenia są wystarczające.

Norma ISO 1133-1 jest niezbędna, ponieważ zapewnia jednolitą i wiarygodną metodę określania masowego wskaźnika szybkości płynięcia (MFR) i objętościowego wskaźnika szybkości płynięcia (MVR) tworzyw termoplastycznych. Pomiary te mają kluczowe znaczenie dla kontroli jakości, porównywania materiałów i procesów przetwórczych w przemyśle tworzyw sztucznych.

Normę tę uważa się za ważną z następujących powodów:

• Standaryzacja w całej branży: Bez spójnej metody, takiej jak norma ISO 1133-1, różne laboratoria lub producenci mogą otrzymywać różne wyniki dla tego samego materiału, co sprawia, że ​​porównania nie są wiarygodne.
• Ocena przetwarzalności: MFR i MVR to wskaźniki lepkości i zachowania płynięcia polimeru po stopieniu, które pomagają przewidzieć, jak będzie się on zachowywał w trakcie takich metod przetwarzania, jak formowanie wtryskowe lub wytłaczanie.
• Specyfikacja i spójność materiału: Producenci korzystają z masowego wskaźnika płynięcia w stanie stopionym (MFR) i objętościowego wskaźnika płynięcia w stanie stopionym (MVR), aby mieć pewność, że każda partia tworzywa sztucznego będzie miała spójne właściwości przepływu niezbędne do zachowania jakości produktu.
• Zgodność z przepisami i umowami: Wiele norm dotyczących produktów i specyfikacji klientów odwołuje się do normy ISO 1133-1 w celu określenia dopuszczalnych zakresów natężenia przepływu dla materiałów.
• Projektowanie i symulacja: Inżynierowie wykorzystują dokładne dane MFR/MVR do modelowania zachowania przepływu w narzędziach i matrycach, co ma wpływ na projekt i wydajność produktu.

Norma ISO 1133-1 nadaje się do codziennego użytku w większości zastosowań. Natomiast norma ISO 1133-2 jest istotna w przypadku materiałów, które mogą ulegać degradacji, sieciowaniu lub innym zmianom w warunkach testowych.

Nasza organizacja, która od lat wspiera firmy z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, może pochwalić się silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia nauki i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodnie z normą ISO 1133-1 Tworzywa sztuczne – Oznaczanie masowego wskaźnika szybkości płynięcia (MFR) i objętościowego wskaźnika szybkości płynięcia (MVR) tworzyw termoplastycznych – Część 1: Metoda standardowa.