Стандартный метод испытаний ASTM D1238 для определения скорости течения расплава термопластов методом экструзионной пластометрии

Стандарт «ASTM D1238 Стандартный метод испытаний для определения скорости течения расплава термопластов с помощью экструзионного пластометра», разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), описывает метод испытаний для определения скорости экструзии расплавленных термопластичных смол с помощью экструзионного пластометра.

После заданного периода предварительного нагрева смола экструдируется через фильеру заданной длины и диаметра отверстия при заданных температуре, нагрузке и положении поршня в цилиндре. В настоящем стандарте описаны четыре процедуры. Эти процедуры дали сопоставимые результаты при межлабораторных измерениях диаметров различных материалов:

• Метод А используется для определения скорости течения расплава (MFR) термопластичного материала. Единицей измерения являются граммы материала за 10 минут. Метод основан на измерении массы материала, выдавленного из фильеры за определённый период времени. Обычно он применяется для материалов с скоростью течения расплава от 0,15 до 50 г/10 минут.
• Процедура B представляет собой автоматически хронометрируемое измерение, используемое для определения скорости течения расплава (MFR) и объёмной скорости расплава (MVR) термопластичных материалов. Измерения MFR, полученные с помощью процедуры B, выражаются в г/10 минут. Измерения MVR выражаются в кубических сантиметрах/10 минут. Измерения, полученные с помощью процедуры B, основаны на определении объёма материала, экструдированного из фильеры за определённый период времени. Объём преобразуется в единицу массы путём умножения результата на плотность расплава материала. Процедура B обычно используется для материалов с скоростью течения расплава от 0,50 до 1500 г/10 минут.
• Процедура C представляет собой автоматизированное измерение с хронометрированием, используемое для определения скорости течения расплава (MFR) полиолефиновых материалов. Обычно она используется в качестве альтернативы процедуре B для образцов с скоростью течения расплава более 75 г/10 мин. Процедура C предполагает использование модифицированной формы, часто называемой полуформой, высота и внутренний диаметр которой вдвое меньше стандартной формы, предназначенной для использования в процедурах A и B, что позволяет сохранить то же соотношение длины и диаметра. Процедура испытания аналогична процедуре B, но не следует полагать, что результаты, полученные в процедуре C, вдвое меньше результатов, полученных в процедуре B.
• Процедура D представляет собой испытание с несколькими грузами, часто называемое испытанием «коэффициента расхода» (FRR). Процедура D предназначена для определения MFR при нагрузке материала двумя или тремя различными испытательными нагрузками (с увеличением или уменьшением нагрузки в ходе испытания). FRR — это безразмерное число, получаемое путем деления MFR при большей испытательной нагрузке на MFR при меньшей испытательной нагрузке. Результаты испытаний с несколькими грузами не следует напрямую сравнивать с результатами, полученными в ходе процедуры A или процедуры B.

Полимеры с показателями текучести расплава менее 0,15 или более 900 г/10 мин могут быть испытаны с использованием процедур, описанных в данном методе испытаний, однако данные о точности не разработаны. Плотность расплава — это плотность материала в расплавленном состоянии. Её не следует путать со стандартным значением плотности материала. Данный метод испытаний и стандарт ISO 1133 рассматривают одну и ту же тему, но различаются по техническому содержанию.

Этот метод испытаний особенно полезен для контроля качества термопластов. Данные, полученные с помощью этого метода, служат для оценки равномерности течения полимера в ходе одного испытания. Его не следует использовать в качестве индикатора однородности других свойств без достоверной корреляции с данными других испытаний.

Скорость течения, полученная с помощью экструзионного пластометра, не является фундаментальным свойством полимера. Это экспериментально определяемый параметр, критически зависящий от физической и молекулярной структуры полимера, а также условий измерения. Реологические свойства расплавов полимеров зависят от ряда переменных. Значения этих переменных, выявленные в данном испытании, могут значительно отличаться от значений, полученных в крупномасштабных процессах, что приводит к получению данных, которые не коррелируют напрямую с характеристиками переработки.

Вкратце, ASTM D1238 описывает метод испытаний для определения скорости течения расплава (MFR) или индекса текучести расплава (MFI) термопластичных полимеров. Этот метод испытаний имеет решающее значение для контроля качества и сравнения материалов в пластмассовой промышленности. Основная цель данного стандарта — измерить, насколько легко термопластичный полимер плавится и течет при определенных условиях температуры и давления. Скорость течения расплава является ключевым показателем вязкости полимера и напрямую связана с его перерабатываемостью при экструзии, литье под давлением и других производственных процессах.

Стандарт ASTM D1238 применяется к широкому спектру термопластичных смол, включая:

• Полиэтилен (PE)
• Полипропилен (ПП)
• Полистирол (ПС)
• Поликарбонат (ПК)
• Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС)
• Другие обычные и специальные пластмассы

Настоящий стандарт устанавливает процедуры измерения скорости экструзии расплавленной смолы через фильеру заданных размеров при заданных условиях нагрузки и температуры. Основные процедуры:

• Процедура A: предусматривает ручное измерение времени и взвешивание. Материал экструдируется в течение 10 минут. Подходит для материалов с показателем текучести расплава от 0,15 до 50 г/10 мин.
• Процедура B: обеспечивает автоматическую синхронизацию и резку с помощью датчика движения поршня. Подходит для повышения точности и автоматизации. Идеально подходит для материалов с низкой или высокой скоростью потока.
• Процедура C: Испытание с многократным нагружением с использованием последовательных нагрузок. Также известное как отношение объёма расплава (MVR), оно помогает анализировать поведение течения при различных условиях сдвига.

Основные параметры были определены следующим образом:

• Температура испытания (например, 190 градусов для ПЭ, 230 градусов для ПП)
• Испытательная нагрузка (обычно 2,16 кг, 5 кг или 10 кг в зависимости от типа смолы)
• Размеры формы: Стандартная форма диаметром 2,095 мм и длиной 8,000 мм.

Оборудование, используемое в испытаниях, включает в себя:

• Экструзионный пластометр (также известный как индексатор расплава)
• Форма и поршень
• Весы (высокая точность)
• Таймер (ручной или автоматический)
• Режущий инструмент или автоматический резак

Области применения настоящего стандарта:

• Контроль качества при производстве полимеров
• Сравнение партий
• Выбор материала для конкретных применений
• Оптимизация процессов формования и экструзии
• Сертификация и соответствие спецификациям

Преимущества данного метода тестирования:

• Это просто и быстро.
• Экономически эффективно
• Требует минимальной подготовки проб.
• Предоставляет ценные данные для производителей и дизайнеров

Ограничения этого метода тестирования включают:

• Не подходит для термореактивных пластмасс.
• Не отражает фактические показатели проскальзывания при обработке.
• Поведение потока при одной температуре/нагрузке может не отражать все реологические свойства

В результате стандарт ASTM D1238 является основополагающим стандартом в полимерной промышленности и обеспечивает критически важную информацию о свойствах текучести термопластичных смол.

Наша организация, которая на протяжении многих лет оказывает поддержку предприятиям всех отраслей, предлагая широкий спектр услуг по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, может похвастаться сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со «Стандартным методом испытаний ASTM D1238 для определения скорости течения расплава термопластов с использованием экструзионного пластометра».