Sulamassavirran (MFR) ja sulatilavuusvirran (MVR) määrittäminen

ISO 1133-1, -2, ja ASTM D1238

Sulaindeksilaitteet mahdollistavat standardinmukaisten arvojen, sulamassavirran (MFR) ja sulatilavuusvirran (MVR) määrittämisen täytetyille ja täyttämättömille kestomuoveille ISO 1133-1 ja -2, ASTM D1238 sekä muiden vastaavien standardien mukaisesti.
Schmelzindex-Bestimmung ISO 1133-1 und -2, ASTM D 1238

Menetelmiä sulavirran määrittämiseen

Testausmenetelmä A, MFR

Tässä menetelmässä suulakepuriste leikataan tasaisin aikavälein, ja leikatun puristeen massa määritetään analyysivaa'alla. Testaustuloksena saadaan suulakepuristettu massa aikayksikköä kohden, ja yksikkönä on g/10 min. Käyttäjän on oltava läsnä koko kokeen ajan, mikä mahdollistaa vain osittaisen automatisoinnin.

Testausmenetelmä B, MVR

Tässä menetelmässä määritetään massan sijaan säännöllisin välein suulakepuristeen tilavuus. Sulaindeksilaite täytyy varustaa männän matkamittarilla. MVR:n tuloksena saadaan ekstruudoidun materiaalin tilavuus aikayksikköä kohden. Yksiköksi määritetään cm³/10 min, ja arvo lasketaan männän liikkuman matkan perusteella aikayksikköä kohden.

Kun sulatetaan tilauvuudeltaan homogeenista materiaalia, voidaan sulatteen tiheyttä käyttää MVR-arvon muuttamiseksi MFR-arvoksi. Jos muovi on rakenteeltaan täyttämätöntä, tämän arvon mittaaminen tarkasti ei useinkaan ole mahdollista sisällön epähomogeenisen jakautumisen vuoksi.

Tämän menetelmän merkittävä etu on mekaanisen leikkaamisen puuttuminen. Koko testaustapahtuma voidaan suorittaa niin, että se ei vaadi käyttäjältä mitään toimenpiteitä.

Testausmenetelmä C, ASTM D1238 mukaisesti, mitoiltaan puolet pienemmällä painimella

Käyttökohteena ovat polyolefiinit, joiden MFR-arvo on yli 75 g/10 min. Näiden materiaalien testaaminen voidaan hoitaa kahdella eri tavalla: asettamalla testauspaino sopivan matalaan arvoon, tai käyttämällä korkeudeltaan ja halkaisiltaan puolet pienempää paininta. Tämä on mahdollista myös testatessa ISO 1133-1 mukaisesti. Suora vertaaminen vakiomuotoisella painimella tehtyjen mittausten kanssa ei kuitenkaan ole mahdollista.

Testausmenetelmä D, ASTM D 1238 mukaisesti, monivaiheinen koe

Monien polyolefiinien kohdalla on tavallista ilmoittaa MVR-arvo eri kuormitusasteille ja määrittää virtasuhde (FRR). Tämä vaatii mittauksia useista eri täytöistä, kun käytetään yksinkertaisia sulaindeksilaitteita. Automaattisella kuormanvaihtomekanismilla varustetut sulaindeksilaitteet mahdollistavat kokonaisen, eri kuormitustasoja sisältävän koesarjan mittaamisen yhdellä ekstruusiokanavan täyttöerällä.

ZwickRoell valmistaa toiminnaltaan suoraviivaisia sulaindeksilaitteita menetelmän A mukaiseen testaukseen, sekä matkan automaattiseen mittaamiseen soveltuvia laitteita menetelmien A ja B mukaisiin mittauksiin.

Sulaindeksilaitteet

APC-toiminto – mittausvälien automaattinen optimointi

Virtaamia mitatessa mittausvälit tulee asettaa siten, että mittausajat ovat mahdollisimman pitkiä, ja MVR-mittausten kohdalla mittausmatkan tulee olla mahdollisimman pitkä. Tämä tekee menetelmästä erittäin tarkan. Optimaalisen alueen ulkopuolella mittausvirheiden määrä kasvaa nopeasti.

Mflow- ja Aflow-sulaindeksilaitteet on varustettu APC-toiminnolla. Tämä toiminto mittaa männän nopeuden hetkeä ennen varsinaisen mittauksen alkamista. Tämän tiedon perusteella valitaan paras mahdollinen ohjaustapa (matka- tai aikaohjaus) ja asetetaan MVR-arvon mittaamisen kannalta paras mittausväli. Tarve aikaa vieville esikokeille poistuu, ja kokeiden ohjelmoimiseen kuluu aikaa ainoastaan muutamien, kaikelle testattaville materiaaleille yhteisten parametrien asettamisen verran.

Suhteellinen_mittausvirhe_MVR-arvo_en

ISO 1133-2 Kosteudelle herkkien ja nopeasti hajoavien muovien testaaminen

Näitä materiaaleja testatessa täytyy noudattaa erityistä varovaisuutta (esim. PBT, PET, tai PA). Nämä materiaalit pitää kuivata ja niiden pitää olla riittävän kuivia, kun ne kaadetaan ekstruusiokanavaan. Ekstruusiokanavan valinnainen typpikerros estää materiaalia reagoimasta ympäröivän ilman kanssa. Testaus suoritetaan määrätyissä ajanjaksoissa, ja ohjelmisto tallentaa niiden kulun. Tähän tarkoitukseen käytettyjen sulaindeksilaitteiden täytyy täyttää tiettyjä ehtoja, jotka liittyvät lämpötilan spatiaaliseen ja ajalliseen jakautumiseen ekstruusiokanavassa.

IV-mittausten ja MFR-arvon välinen korrelaatio lineaarisessa PET-muovissa

Polyetyleenitereftalaatin (PET) molekyylipaino määritetään yleensä rajaviskositeetin avulla. Tämä ns. IV-arvo ilmoitetaan yksiköissä dl/g. Tämä ominaisarvo on sitä suurempi, mitä pidempiä polymeeriketjut ovat. Tämä mahdollistaa molekyyliketjujen tutkimisen tilanteessa, jossa sulatusprosessin aikainen kosteus on liian suurta. Tämän menetelmän haittapuolena on, että PET-muovin kierrättäjiltä puuttuu usein kyky syövyttävien tai myrkyllisten liuottimien käyttöön. Lisäksi kokeen pitkä kesto aiheuttaa käytännöllisen ongelman. Tämän takia alalla on 1990-luvun alusta lähtien käytetty myös sulamassavirran mittaamista. testXpert III:n käyttäminen Mflow- ja Aflow-suleindeksilaitteiden ohjaamiseen mahdollistaa IV-arvojen ja MFR:n korrelaation määrittämisen esimittauksille. Näitä voidaan myöhemmin hyödyntää muissa mittauksissa.
Kraft-Weg Diagramm
Ylös