از تست MFI (Melt Flow Index) برای شناسایی خواص رئولوژیکی انواع پلیمرها استفاده می‌شود. خروجی این تست بیانگر مقیاسی از جریان‌پذیری مواد در حالت مذاب است که بر حسب گرم در طی مدت زمان 10 دقیقه اعلام می‌شود.
جرم مولکولی با شاخص جریان مذاب پلیمر رابطه‌ی عکس دارد و هر چه جرم مولکولی یک پلیمر بیشتر باشد، دارای گران‌روی بیشتری است و شکل‌دهی پلیمرها در این حالت سخت‌تر اتفاق می‌افتد. با افزایش شاخص جریان مذاب، چقرمگی، ویسکوزیته، استحکام کششی، مقاومت پلیمر در برابر پارگی و دمای نرم‌شدن نمونه کاهش می‌یابد.
دستگاه تست MFI دارای محفظه‌ای عمودی بوده که دارای روزنه‌ای در قسمت پایین دستگاه می‌باشد. پلیمر مورد نظر به درون محفظه ریخته شده و دمای محفظه تا زمان ذوب‌شدن پلیمر افزایش می‌یابد.
سپس پیستونی با وزن استاندارد بر روی محفظه قرار داده می‌شود تا ماده از روزنه خارج شود. مقدار ماده‌ی خارج‌شده در مدت زمان 10 دقیقه را اندازه‌گیری می‌کنند و نرخ جریان مذاب ماده را گزارش می‌دهند.
ابعاد قالب
قطر بیرونی قالب فولادی باید به اندازه ای باشد که ماده آزادانه به انتهای سوراخ با قطر 0.0076 ± 9.5504 میلی متر در سیلندر برسد. قالب باید دارای سوراخ صاف صاف به قطر 0.0051 ± 2.0955 میلی متر و طولی برابر 0.025 ± 8.000 میلی متر باشد.
سرعت جریان مذاب برای پلی اتیلن در دمای 190 درجه سانتی گراد و پلی پروپیلن در دمای 230 درجه سانتی گراد اندازه گیری می شود. مهندس پلاستیک باید ماده ای را انتخاب کند که شاخص مذاب آن به اندازه کافی بالا باشد که پلیمر مذاب به راحتی در محصول مورد نظر شکل بگیرد، اما به اندازه کافی کم باشد که مقاومت مکانیکی محصول نهایی برای استفاده از آن کافی باشد. استاندارد ISO 1133-1 روش اندازه گیری نرخ جریان مذاب را کنترل می کند.
HDT
احراف حرارتی (HEAT DISTORTION TEMPERATURE) یکی از ویژگی های مهم پلیمرها است. این ویژگی نشان می دهد که در چه دمایی مواد وقتی در معرض یک بار ثابت در دماهای بالا قرار می گیرند شروع به “نرم شدن” می کنند. طبق استاندارد ASTM D 648، میله ای از مقطع مستطیلی در موقعیت لبه به عنوان یک تیر ساده با بار اعمال شده در مرکز آن آزمایش می شود تا حداکثر تنش فیبر 0.455مگاپاسکال (66 psi) را ایجاد کند.
نمونه تحت بار در یک محیط انتقال حرارت غوطه ور می شود که وسیله ای برای افزایش دما در حدود 2±0.2 درجه سانتی گراد در دقیقه ارائه شده است. دمای محیط زمانی اندازه گیری می شود که نوار تست 0.25 میلی متر (0.010 اینچ) منحرف شده باشد.
این دما به عنوان دمای انحراف تحت بار خمشی نمونه آزمایش ثبت می شود. نیروی آزمایش و جرمی که برای رسیدن به تنش مورد نظر باید اضافه شود را به صورت زیر محاسبه کنید:
F= 2Sbd2/3L
F = بار، N
S = تنش فیبر در نمونه (0.455 MPa یا 1.82 MPa)،
b = عرض نمونه، میلی متر،
d = عمق نمونه، میلی متر،
L = فاصله بین تکیه گاه ها، (101.6 میلیمتر-روش A، یا 100 میلیمتر-روش B)
دمای انحراف حرارتی مواد آمورف با دمای انتقال شیشه ای (مواد آمورف) یا دمای ذوب (مواد کریستالی).مرتبط است. HDT، شاخص مفیدی است
برای پیدا کردن بالاترین دمایی که از مواد برای کاربردهای ساختاری می توان استفاده کرد.
برخی از عوامل تاثیر گذار بر نتایج آزمون
کالیبراسیون دستگاه: درجه حرارت، ابعاد و فاصله های فیزیکی و زمان فاکتورهایی هستند که باید به صورت دوره ای توسط مراجع معتبر کالیبره گردند.
تمیزکاری تجهیزات: سیلندر، پیستون و دای دستگاه بعد از هر اندازه گیری باید به وسیله یک تکه پارچه کاملا تمیز شوند. هرگونه مواد باقی مانده از آزمون قبلی که به بدنه سیلندر چسبیده باشد و یا منفذ دای را پوشانده باشد بر نتایج آزمون بعدی تاثیر خواهد گذاشت.
محیط قرارگیری دستگاه: کل تجهیزات باید در محیطی عاری از ارتعاش و جریان هوای زیاد قرار گیرند
رطوبت: میزان رطوبت می تواند متغیر بسیار بزرگی برای برخی از مواد مانند ABS ، PMMA ، PET و نایلون باشد. این مواد باید قبل از آزمون در کوره مناسب تحت شرایط خاص خشک شوند. گاهی اوقات نیاز می باشد که برخی از مواد تحت جریان N2 خشک گردند.
جرم آزمونه: تغییرات جرم آزمونه و تکنیک شارژ کردن دستگاه می تواند بر نتایج آزمون تاثیر بگذارد.
برخی از کاربردهای تست MFI عبارت است از:
تعیین شاخص جریان مذاب پلیمرها
مقایسه و تعیین رفتار پلیمرهای ترموپلاستیک در حالت مذاب
تشخیص معیاری از جرم مولکولی، توزیع جرم مولکولی و ویسکوزیته ماده‌ی پلیمری
بررسی مقاومت شیمیایی
در پایان
آزمون حرارتی MFI یکی از آزمون هایی است که در ادامه فعالیت های سایت فیلامنت 1001 برای تست فیلامنت ها از آن استفاده می کنیم تا فیلامنت ها را از نظر کیفیت با یکدیگر مقایسه کنیم.
قسمتی از این مطلب از مقالات تخصصی و سایت اپیک پلیمر استفاده گردیده.
بدخواه کسان هیچ به مقصد نرسد
یک بد نکند تا به خودش، صد نرسد
من نیک تو خواهم و تو خواهی بد من
تو نیک نبینی و به من بد نرسد
حکیم عمر خیام