В'язкість полімеру багато в чому пов'язана з його молекулярною масою, а молекулярна маса має прямий зв'язок з його властивостями, тому вимірювання в'язкості стає важливим для визначення властивостей пластику.

Цей взаємозв'язок молекулярної маси та в'язкості є відносним. Можуть бути випадки, коли при додаванні наповнювачів або внутрішніх мастильних матеріалів, серед інших, у рецептуру пластмаси, плинність або в'язкість полімеру можуть бути змінені без зміни його молекулярної маси.

Тест, що використовується для вимірювання текучості, проводиться в "пластикометрі", хоча в деяких випадках він використовується для визначення технологічності матеріалу, спочатку він задумувався для того, щоб мати можливість контролювати молекулярну масу через взаємозв'язок між молекулярною масою та властивості. що "напруга на зсув" і "швидкість зсуву" в цьому тесті є низькими, оскільки ідея полягала в контролі молекулярної маси, але не в технологічності.

Молекулярна маса = грам/моль MFR = грам/10 хвилин

В'язкість пластику вимірюється його текучістю через індикатор MFI, MFR, MVR, MVI.

Витрати, тест

У ці пристрої вводять кілька грамів гранул, і вони нагріваються до стандартної температури залежно від виду пластику. Потім на нього надають тиск через деякі ваги (також нормовані відповідно до матеріалу) і спостерігають та вимірюють кількість розплавленого матеріалу, що сила, що діє на прикладену масу, змушує текти через калібрований вихідний отвір розплавленого матеріалу.

Це отримане значення є показником плавлення пластмаси, що вводиться в випробувальний пристрій.

В результаті отримується певна кількість матеріалу, який протікає через вихідний отвір пластумометра за одиницю часу. Значення потоку виражаються в кубічних сантиметрах за 10 хвилин, c 3/10 хвилин, або в грамах за 10 хвилин, г/10м.

Отримане значення текучості та в'язкості є точкою на кривій, яка характеризує в'язкість випробовуваного матеріалу як функцію "швидкості зсуву". Тому це нерухома фотографія матеріалу в умовах, які також не відповідають умовам процесу ін’єкції.

Порівняння матеріалів

Ми повинні звернути особливу увагу на порівняння текучості двох або більше матеріалів.

Тест MFI - це тест, який ми можемо назвати "статичним", це означає, що ми застосовуємо до полімеру постійне "напруження на зсув" (вага) як вхід, а "швидкість зсуву" є "виходом". Це наслідок прикладене зусилля до матеріалу та його в'язкість. Чим швидше матеріал виходить, тим більше "швидкості зсуву" ми застосовуємо і навпаки. У цих випробуваннях значення "напруги зсуву" та "швидкості зсуву" низькі, настільки, що ми зазвичай знаходимося в зоні кривої в'язкості матеріалу, в якій поведінка матеріалу ньютонівська або майже ньютонівська.

Очевидно, що при застосуванні ваги, згідно з випробувальним стандартом на показник витрати, прикладання напруги до пластику є постійним напруженням з низьким рівнем зсуву. Нічого спільного з процесом вприскування, де ми застосовуватимемо зростаюче напруження та вищі рівні зсуву та деформації через тиск вприскування.

Коли пластмаси піддаються звичайним деформаційним напруженням в процесі ін’єкції, їх поведінка відрізняється від поведінки, що спостерігається в лабораторних тестах статичного потоку. Зниження в’язкості може бути дуже різним за цих умов процесу також між двома полімерами, які мають аналогічні значення в сипучості в тесті на сипучість.

індекс

Випробування на стандартизований показник витрати. ISO 1133. D ASTM 1238 ASTM D 3364.

Як приклад, ми можемо мати полікарбонат MFI 4g/10m та інший ПК 20g/10 хвилин.

Ми можемо здогадуватися, що заповнення нашої форми буде набагато простішим із ПК 20 г/10 м, ніж із ПК 4 г/10 м, оскільки він має в 5 разів більшу текучість, але …… заповнити форму буде в 5 разів простіше?

Ми можемо оцінити "швидкість зсуву" тесту, за допомогою якого були отримані ці індекси плавності, помножуючи MFI на константу 2,2 'Швидкість зсуву '= MFI X 2.2

Це дає нам результат `` швидкості зсуву '' (з постійним `` напругою зсуву '' тесту потоку) для першої КП 8,8 скг -1 і для другої КТ 44 сек -1.

В'язкість цих двох матеріалів (відповідно до графіків в'язкості/швидкості зсуву) у значеннях швидкості зсуву тесту складає:

PC MFI 4 г/10 м …… 3400 Па/сг-1, ПК MFI 20 …… 1000 Па/сг-. Це співвідношення різниці в’язкості обох матеріалів в умовах випробувань 3,4: 1

Коли ці два ПК піддаються `` швидкості зсуву '' процесу ін'єкції, припустимо, 10000 сг/-1, коефіцієнт різниці в'язкості обох матеріалів зменшується до 1,25: 1.

Ми перейшли від різниці в'язкості між двома матеріалами в умовах випробувань 3.4 до 1 до відношення різниці в'язкості в умовах швидкості зсуву вприскування 1,25 до 1. Отже, в'язкість наблизилася до обох матеріалів.

Звичайно, заповнення буде легшим із плавним ПК 20, але різниця насправді буде не такою великою, як вказує «технічний паспорт», коли застосовуються звичайні зусилля в процесі ін’єкції.

Тож відмінності в текучості, які ми бачимо у „технічному паспорті”, перебільшені, якщо порівняти їх із реальними різницями в текучості, які ми виявимо під час фактичного заповнення форми. Причина полягає в тому, що застосована в тесті "швидкість зсуву":

  • Низький рівень "швидкості зсуву" порівняно з тим, який застосовується в процесі виробництва
  • Різна швидкість зсуву обох матеріалів при постійному навантаженні з різною в’язкістю матеріалу.

Тому необхідно релятивізувати різницю у значеннях індексу плинності між партіями сировини, якщо вони не перебільшені, оскільки при високій швидкості зсуву вони будуть зменшені.

Може бути так, що якщо порівняти два матеріали, вони можуть мати певну в’язкість при випробуванні на текучість, а також при застосуванні зсуву та швидкості зсуву в процесі ін’єкції, або за морфологією, за добавками тощо. матеріал, який є більш в'язким на технічному аркуші, поводиться ще більш плавно, і ми можемо краще заповнити задану форму. На графіку нижче ми бачимо, що матеріал з червоним графіком спочатку його в'язкість вища, але при застосуванні зсуву в'язкість зменшується більше, ніж матеріал із синім графіком, і, нарешті, є більш текучим у високому діапазоні "швидкості зсуву".

Отже, вважати, що, контролюючи плинність матеріалу в різних партіях отриманого матеріалу, ми забезпечуємо повторюваність та послідовність нашого процесу інжекції, не означає розуміти взаємозв'язок між в'язкістю та зсувом. Для цієї мети є набагато важливіші аспекти, такі як «Дельта П» і непрацювання з обмеженим тиском процесом.

Отже, якщо МФО не є важливою величиною для оброблюваності, для чого вона потрібна і чому вона відображається майже у всіх паспортах та сертифікатах якості партій матеріалів? ї Яка мета контролю за значенням МФО партій отриманого матеріалу?

Якщо припустити, що всі інші фактори рівні, індекс розплаву - це величина, яка пов’язана з молекулярною масою і, отже, з властивостями матеріалу.

Контроль MFI у партіях отриманого матеріалу корисний для того, щоб забезпечити, щоб матеріал мав правильну молекулярну масу і що він був виготовлений з діапазоном молекулярних ваг, і що, отже, властивості виготовлених деталей будуть такими, як очікувалося.

Перевірка MFI також виготовлених деталей для порівняння з MFI цільних гранул є гарною вправою для оцінки рівня агресії, який матеріал отримав під час процесу, і що він зазнав втрати молекулярної маси. Передбачається, що в процесі ін'єкції гвинт, зсув або нагрівання викликають поломку молекул і, отже, втрату молекулярної маси. Збільшення МФО близько 20% до 30% вважається прийнятним.

Капілярний реометр

Лабораторне обладнання, яке використовується для характеристики повної кривої в'язкості на основі цілого діапазону `` швидкості зсуву '', цей пристрій забезпечує нас поведінкою матеріалу під дією різних деформаційних напружень, отже, `` напруга зсуву '' різна і цілий діапазон "швидкості зсуву". Ми можемо бачити, як в'язкість знижується як функція діапазону швидкостей зсуву та при різних температурах.

Резюме

MFI - це тест, що проводиться з постійною напругою зсуву та низькою швидкістю зсуву.

Це дає нам лише одну точку на кривій в'язкості матеріалу як функцію "швидкості зсуву"

Постійна `` напруга на зсув '' означає, що в залежності від в'язкості випробовуваного матеріалу `` швидкість зсуву '' відрізняється у матеріалів з різною в'язкістю

Порівнюючи матеріали, слід враховувати, що при застосуванні звичайних значень швидкості зсуву в процесі впорскування в'язкість вирівнюється, різниці набагато менші, ніж наведені в технічних паспортах.

MFI не є фактором, який забезпечує узгодженість виробництва між партіями. Sн забезпечує повторюваність у молекулярних вагах між різними партіями і, отже, властивості матеріалу в різних партіях.