Erime Akış Hızı (MFR, MVR)

Erime Akış Hızı; ergimiş plastiklerin akışındaki ölçüm kolaylığı olup, termoplastiklerin Kalite Kontrolü için tipik bir indeksi temsil etmektedir. Aslında Erime Akış İndeksi ya da Erime İndeksi (genel anlamda polietilen için olan ancak çok çeşitli malzemelere de uygulanan) olarak adlandırılmakta olan bu kavramın günümüzdeki standart gösterimi; g/10 dakika birimiyle (SI birimleri) ifade edilen, Kütlesel Erime Akış hızı ya da MFR şeklindedir. Alternatif miktar da; cm3/10 dakika birimiyle (SI birimleri) ifade edilen, Hacimsel Erime Akış Hızı ya da MVR olarak adlandırılan hacimsel akıştır. Eriyik yoğunluğunun (eriyik durumdaki malzeme yoğunluğu) MVR değeri ile çarpılması sonucu olarak MFR değeri elde edilmektedir.

Tipik Erime Akış ekipmanları hem kompakt ve hem de kullanımı kolaydır. Temel prensip; termoplastik örneklerin (esas olarak granül, toz ve pul şeklinde) ısıtılarak akışkan hale getirilmesi ve kapiler kalıp boyunca silindir içinden akmaya zorlanmasıdır.

Ekstrüzyon pistonu; genelde 21,6 kg değerine kadar olan yüksük ağırlıklarla yüklenmiştir. MFR (ve MVR) değerleri; sıcaklık, her bir malzeme çeşidi için tanımlanmış olan uygulanan yükün standart olduğu koşullar altında ve ayrıca sabit kalıp çeşidinin (2,095 mm iç çap, 8 mm uzunluk) kullanımıyla elde edilmiştir. Sonuç; her zaman fazlasıyla bağlı olduğu, test koşullarını belirtmek zorundadır.

MFR ve MVR tipik olarak Kalite Kontrol laboratuarlarında ve Üretim Kontrol laboratuarlarında kullanılmaktadır. Temel prosedür; MFR değerini direk olarak veren, kalıptan çıkarılmış malzemenin manüel zamanlama, kesme ve ağırlık tartımını öngörmektedir. Modern cihazlar tarafından imkan verilen yarı-otomatik prosedürler; piston yer değiştirmesinin direk ölçümlerini temel almakta olup, doğrudan MVR değerini vermektedir. Eriyik yoğunluğu; yazılabilmekte ya da ölçülebilmekte ve bu yüzden MFR sonuçları da elde edilmektedir. Yarı-otomatik prosedürler; daha yüksek hassasiyeti sağlayabilmekte ve ölçülebilir akış hızlarında daha geniş aralığı garanti etmektedir. Daha ileri düzey yöntemler; aynı test sırasında, her birinin MFR (MVR) sonucunu verdiği bir çok yük uygulamasını öngörmektedir. Bu durum; çokluağırlık testi olarak adlandırılmakta ve viskozitenin yırtılma bağımlılığının iç yüzünün kavranmasına yönelik ek bilgi vermektedir. Tek-ağırlık MFR testinin; ortalama molekül ağırlığı ile ilişkilendirilebilmesinin yanı sıra yırtılma bağımlılığı, molekül kütle dağılımına bağlıdır.

Erime akış hızı; malzeme özelliklerinin derinden anlaşılmasına gerek olmadığı durumda, bir dizi malzemenin karşılaştırılması ya da farklı malzemelerin akış özelliklerinin değerlendirilmesi (genellikle ekstrüzyon prosesleri için) için kullanılabilecek hızlı bir araçtır. Gerçek reolojik karakterizasyon; reometrelerin kullanımıyla gerçekleştirilebilmektedir. Erime akış hızı; viskozite (yırtılma) ile ters orantılıdır ancak viskozitenin belirlenmesi için kullanılmamaktadır (sadece yaklaşık bir tahmin verebilmektedir).

Referanslar

  • ISO 1133:2005 "Plastikler - Termoplastiklerin Kütlesel Erime Akış Hızının (MFR) ve Hacimsel Erime Akış Hızının (MVR) belirlenmesi”
  • ASTM D1238-10 " Ekstrüzyon Plastometre ile Termoplastiklerin Erime Akış Hızının Belirlenmesi için Mevcut Olan Standart Test Yöntemi“