ISO 1133-1 Determinação da taxa de fluxo de massa de fusão (MFR) e taxa de fluxo de volume de fusão (MVR) de termoplásticos

A norma "ISO 1133-1 Plásticos - Determinação da vazão mássica de fusão (VMF) e da vazão volumétrica de fusão (VVM) de termoplásticos - Parte 1: Método padrão", desenvolvida pela Organização Internacional para Padronização (ISO), descreve dois procedimentos para determinar a vazão mássica de fusão (VMF) e a vazão volumétrica de fusão (VVM) de materiais termoplásticos sob condições de temperatura e carga especificadas. O Procedimento A é um método de medição de massa. O Procedimento B é um método de medição de deslocamento.

Normalmente, as condições de teste para medir a taxa de fluxo de fusão são especificadas na norma de materiais, com referência a esta norma. As condições de teste normalmente utilizadas para termoplásticos estão incluídas no anexo da norma (Anexo A).

A vazão volumétrica de fusão (VF) é particularmente útil na comparação de materiais com diferentes teores de carga e termoplásticos com e sem carga. A vazão mássica de fusão (VMF) pode ser determinada a partir de medições da vazão volumétrica de fusão (VF), e vice-versa, se a densidade do fundido na temperatura de teste for conhecida.

É provável que esta norma também seja válida para termoplásticos em que o comportamento reológico é afetado durante a medição por fenômenos como hidrólise (ruptura da cadeia), condensação e reticulação, mas somente se o efeito for de extensão limitada e somente se a repetibilidade e a reprodutibilidade estiverem dentro de uma faixa aceitável.

Esta norma não é adequada para materiais cujo comportamento reológico é significativamente afetado durante os ensaios. Nesses casos, aplica-se a norma ISO 1133-2.

As taxas de corte utilizadas nesses métodos são muito menores do que aquelas utilizadas em condições normais de processamento e, portanto, os dados obtidos para diversos termoplásticos usando esses métodos podem nem sempre se correlacionar com seu comportamento durante o processamento. Ambos os métodos são utilizados principalmente para controle de qualidade.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• A vazão mássica de fusão é a taxa na qual a resina fundida é extrudada através de uma matriz de comprimento e diâmetro especificados, sob condições específicas de temperatura, carga e posição do pistão no cilindro de um plastômetro de extrusão. A taxa é determinada pela massa extrudada ao longo de um tempo especificado. A vazão mássica é expressa em gramas por 10 minutos.
• A vazão volumétrica do fundido é a taxa na qual a resina fundida é extrudada através de uma matriz de comprimento e diâmetro especificados, sob condições específicas de temperatura, carga e posição do pistão no cilindro de um plastômetro de extrusão. A taxa é determinada pelo volume extrudado ao longo de um tempo especificado. A vazão volumétrica do fundido é expressa em centímetros cúbicos por 10 minutos.
• A carga é a força combinada exercida pela massa do pistão e qualquer peso ou pesos adicionais especificados pelas condições de teste. A carga é expressa em quilogramas como a massa exercida por ela.
• Uma carga comprimida pré-formada é uma amostra de teste preparada como uma carga comprimida de amostra de polímero. Para garantir a rápida inserção da amostra no furo do cilindro e um extrudado sem espaços vazios, pode ser necessário pré-formar amostras, inicialmente em pó ou flocos, em uma carga comprimida.
• O histórico de tempo e temperatura é o histórico da temperatura e do tempo aos quais a amostra foi exposta durante o teste, incluindo a preparação da amostra.
• O molde padrão é o molde com comprimento nominal de 8.000 mm e diâmetro nominal do furo de 2.095 mm.
• Um molde de tamanho médio é um molde com comprimento nominal de 4.000 mm e diâmetro nominal do furo de 1.050 mm.
• Plásticos sensíveis à umidade são plásticos com propriedades reológicas sensíveis ao teor de umidade. Eles sofrem hidrólise quando a água absorvida é absorvida e aquecida acima de sua temperatura de transição vítrea (para plásticos amorfos) ou ponto de fusão (para plásticos semicristalinos), resultando em uma diminuição da massa molar e, consequentemente, uma diminuição da viscosidade do fundido e um aumento na vazão mássica (VMF) e na vazão volumétrica (VVM).

A vazão mássica de fusão (MFR) e a vazão volumétrica de fusão (MVR) são determinadas pela extrusão de material fundido de um cilindro de plastômetro através de uma matriz de comprimento e diâmetro especificados sob condições de temperatura e carga predeterminadas.

Para medir a MFR (procedimento A), segmentos cronometrados de extrudado são pesados ​​e usados ​​para calcular a taxa de extrusão em gramas por 10 minutos. Para medir a MVR (procedimento B), a distância que o pistão percorre em um tempo especificado, ou o tempo que o pistão leva para percorrer uma distância especificada, é registrado e usado para calcular a taxa de extrusão em centímetros cúbicos por 10 minutos. Se a densidade do material fundido na temperatura de teste for conhecida, a MVR pode ser convertida em MFR e vice-versa. A densidade do material fundido é necessária na temperatura e pressão de teste. Na prática, a pressão é baixa e os valores obtidos na temperatura de teste e na pressão ambiente são suficientes.

A norma ISO 1133-1 é essencial porque fornece um método uniforme e confiável para determinar a vazão mássica de fusão (VMF) e a vazão volumétrica de fusão (VVM) de materiais termoplásticos. Essas medições são essenciais para o controle de qualidade, a comparação de materiais e o comportamento do processamento na indústria de plásticos.

Esta norma é considerada importante pelas seguintes razões:

• Padronização em todo o setor: sem um método consistente como o padrão ISO 1133-1, diferentes laboratórios ou fabricantes podem obter resultados diferentes para o mesmo material, tornando as comparações não confiáveis.
• Avaliação de processabilidade: MFR e MVR são indicadores da viscosidade e do comportamento de fluxo de um polímero quando fundido, o que ajuda a prever seu desempenho durante métodos de processamento, como moldagem por injeção ou extrusão.
• Especificação e consistência do material: Os fabricantes usam a taxa de fluxo de massa de fusão (MFR) e a taxa de fluxo de volume de fusão (MVR) para garantir que cada lote de plástico tenha as propriedades de fluxo consistentes necessárias para manter a qualidade do produto.
• Conformidade regulatória e contratual: muitos padrões de produtos e especificações de clientes fazem referência à ISO 1133-1 para definir faixas de vazão aceitáveis ​​para materiais.
• Projeto e simulação: engenheiros contam com dados precisos de MFR/MVR para modelar o comportamento do fluxo em ferramentas e matrizes, o que afeta o projeto e o desempenho do produto.

Enquanto isso, a norma ISO 1133-1 é adequada para o uso diário na maioria das aplicações. Em contraste, a norma ISO 1133-2 é importante ao lidar com materiais que podem se degradar, reticular ou sofrer outras alterações sob condições de teste.

Nossa organização, que há anos apoia empresas de todos os setores por meio de uma ampla gama de atividades de teste, medição, análise e avaliação, conta com uma equipe sólida de colaboradores que acompanham de perto os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia e se aprimoram constantemente. Nesse contexto, também prestamos serviços de teste em conformidade com a norma ISO 1133-1 Plásticos - Determinação da vazão mássica (VML) e da vazão volumétrica (VVM) de termoplásticos - Parte 1: Método padrão.