ISO 1133-1 Termoplastiklerin Eriyik Kütle Akış Hızının (MFR) ve Eriyik Hacim Akış Hızının (MVR) Belirlenmesi

Uluslararası Standartlar Teşkilatı (ISO) tarafından geliştirilen “ISO 1133-1 Plastikler - Termoplastiklerin eriyik kütle akış hızının (MFR) ve eriyik hacim akış hızının (MVR) belirlenmesi - Bölüm 1: Standart yöntem” standardında, belirtilen sıcaklık ve yük koşulları altında termoplastik malzemelerin eriyik kütle akış hızının (MFR) ve eriyik hacim akış hızının (MVR) belirlenmesi için iki prosedür açıklanmaktadır. Prosedür A bir kütle ölçüm yöntemidir. Prosedür B bir yer değiştirme ölçüm yöntemidir.

Normalde, eriyik akış hızının ölçümü için test koşulları, bu standarda atıfta bulunularak malzeme standardında belirtilir. Termoplastikler için normalde kullanılan test koşulları standart ekinde yer almaktadır (Ek A).

Eriyik hacim akış hızı (MVR), özellikle farklı dolgu içeriğine sahip malzemeleri ve dolgulu ile dolgusuz termoplastikleri karşılaştırırken faydalıdır. Eriyik kütle akış hızı (MFR), test sıcaklığındaki eriyik yoğunluğu biliniyorsa, eriyik hacim akış hızı (MVR) ölçümlerinden veya tam tersi şekilde belirlenebilir.

Bu standart, hidroliz (zincir kopması), yoğuşma ve çapraz bağlama gibi olgularla ölçüm sırasında reolojik davranışın etkilendiği termoplastikler için de muhtemelen geçerlidir, ancak sadece etki sınırlı bir kapsamdaysa ve sadece tekrarlanabilirlik ve yeniden üretilebilirlik kabul edilebilir bir aralıktaysa.

Test sırasında önemli ölçüde etkilenen reolojik davranış gösteren malzemeler için bu standart uygun değildir. Bu gibi durumlarda, ISO 1133-2 standardı uygulanır.

Bu yöntemlerdeki kesme oranları, normal işleme koşulları altında kullanılanlardan çok daha küçüktür ve bu nedenle bu yöntemlerle çeşitli termoplastikler için elde edilen verilerin her zaman işleme sırasındaki davranışlarıyla korelasyon göstermemesi mümkündür. Her iki yöntem de öncelikle kalite kontrolünde kullanılır.

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

• Eriyik kütle akış hızı, bir ekstrüzyon plastometresi silindirinde sıcaklık, yük ve piston pozisyonunun öngörülen koşulları altında, belirtilen uzunluk ve çaptaki bir kalıptan erimiş reçinenin ekstrüzyon hızıdır. Hız belirtilen bir zaman boyunca ekstrüde edilen kütle olarak belirlenir. Kütle akış hızı 10 dakikada gram cinsinden ifade edilir.
• Eriyik hacim akış hızı, bir ekstrüzyon plastometresi silindirinde sıcaklık, yük ve piston pozisyonunun öngörülen koşulları altında, belirtilen uzunluk ve çaptaki bir kalıptan erimiş reçinenin ekstrüzyon hızıdır. Hız belirtilen bir zaman boyunca ekstrüde edilen hacim olarak belirlenir. Eriyik hacim akış hızı 10 dakikada santimetre küp cinsinden ifade edilir.
• Yük, pistonun kütlesi ve test koşullarınca belirtilen eklenen ağırlık veya ağırlıklar tarafından uygulanan birleşik kuvvettir. Yük, onu uygulayan kütle olarak, kilogram cinsinden ifade edilir.
• Önceden oluşturulmuş sıkıştırılmış yük, polimer numunenin sıkıştırılmış yükü olarak hazırlanan test numunesidir. Numuneleri silindirin deliğine hızlı bir şekilde sokmak ve boşluksuz ekstrüdat sağlamak için, başlangıçta örneğin toz veya pul formunda olan numuneleri sıkıştırılmış bir yüke önceden oluşturmak gerekebilir.
• Zaman-sıcaklık geçmişi, örnek hazırlama dahil olmak üzere test sırasında numunenin maruz kaldığı sıcaklık ve zamanın geçmişidir.
• Standart kalıp, nominal uzunluğu 8.000 mm ve nominal delik çapı 2.095 mm olan kalıptır.
• Yarım boy kalıp, nominal uzunluğu 4.000 mm ve nominal delik çapı 1.050 mm olan kalıptır.
• Neme duyarlı plastikler, nem içeriğine duyarlı reolojik özelliklere sahip plastiklerdir. Emilen su içerdiğinde ve cam geçiş sıcaklıklarının (amorf plastikler için) veya erime noktalarının (yarı kristalin plastikler için) üzerine ısıtıldığında hidrolize uğrayan ve bunun sonucunda mol kütlesinde azalma ve dolayısıyla eriyik viskozitesinde azalma ve eriyik kütle akış hızı (MFR) ve eriyik hacim akış hızında (MVR) artış meydana gelen plastiklerdir.

Eriyik kütle akış hızı (MFR) ve eriyik hacim akış hızı (MVR), erimiş malzemenin bir plastometre silindirinden, önceden belirlenmiş sıcaklık ve yük koşulları altında belirtilen uzunluk ve çaptaki bir kalıptan ekstrüde edilmesiyle belirlenir.

MFR ölçümü için (prosedür A), ekstrüdatın zamanlanmış segmentleri tartılır ve ekstrüzyon hızını 10 dakikada gram cinsinden hesaplamak için kullanılır. MVR ölçümü için (prosedür B), pistonun belirli bir sürede hareket ettiği mesafe veya pistonun belirli bir mesafeyi hareket ettirmesi için gereken süre kaydedilir ve ekstrüzyon hızını 10 dakikada santimetre küp cinsinden hesaplamak için kullanılır. Malzemenin test sıcaklığındaki eriyik yoğunluğu biliniyorsa, MVR, MFR’ye veya tam tersine dönüştürülebilir. Eriyik yoğunluğu, test sıcaklığında ve basıncında gereklidir. Uygulamada, basınç düşüktür ve test sıcaklığında ve ortam basıncında elde edilen değerler yeterlidir.

ISO 1133-1 standardı, termoplastik malzemelerin eriyik kütle akış hızını (MFR) ve eriyik hacim akış hızını (MVR) belirlemek için tekdüze ve güvenilir bir yöntem sağladığı için gereklidir. Bu ölçümler, plastik endüstrisinde kalite kontrolü, malzeme karşılaştırması ve işleme davranışı için kritik öneme sahiptir.

Şu nedenlerle bu standart önemli görülmektedir:

• Sektör genelinde standardizasyon: ISO 1133-1 standardı gibi tutarlı bir yöntem olmadan, farklı laboratuvarlar veya üreticiler aynı malzeme için farklı sonuçlar elde edebilir ve bu da karşılaştırmaları güvenilmez hale getirebilir.
• İşlenebilirlik değerlendirmesi: MFR ve MVR, eritildiğinde bir polimerin viskozitesinin ve akış davranışının göstergeleridir ve bu, enjeksiyon kalıplama veya ekstrüzyon gibi işleme yöntemleri sırasında nasıl performans göstereceğini tahmin etmeye yardımcı olur.
• Malzeme spesifikasyonu ve tutarlılığı: Üreticiler, her plastik partisinin ürün kalitesini korumak için gerekli olan tutarlı akış özelliklerine sahip olmasını sağlamak için eriyik kütle akış hızını (MFR) ve eriyik hacim akış hızını (MVR) kullanır.
• Yasal düzenlemelere ve sözleşmeye uygunluk: Birçok ürün standardı ve müşteri spesifikasyonu, malzemeler için kabul edilebilir akış hızı aralıklarını tanımlamak için ISO 1133-1 standardına atıfta bulunur.
• Tasarım ve simülasyon: Mühendisler, ürün tasarımını ve performansını etkileyen alet ve kalıplardaki akış davranışını modellemek için doğru MFR/MVR verilerine güvenir.

Bu arada ISO 1133-1 standardı, çoğu uygulamada günlük kullanıma uygundur. Buna karşılık ISO 1133-2 standardı, test koşulları altında bozulabilen, çapraz bağlanabilen veya başka şekilde değişebilen malzemelerle uğraşırken önemlidir.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ISO 1133-1 Plastikler - Termoplastiklerin eriyik kütle akış hızının (MFR) ve eriyik hacim akış hızının (MVR) belirlenmesi - Bölüm 1: Standart yöntem” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.