دستگاه شاخص جریان مذاب پلیمرها mfi

دستگاه شاخص جریان مذاب پلیمرها MFI

دستگاه شاخص جریان مذاب پلیمرها MFI melt-flow-indexer
MFI

برای شناسایی خواص رئولوژیکی انواع پلیمرها (پلاستیکها، نانوکامپوزیتها و کامپاندها) از شاخص جریان مذاب(Melt Flow Index) یا نمایه مذاب استفاده میگردد. شاخص ذوب بیان کننده میزان مذاب خارج شده از نازل بر حسب گرم در طی زمان ده دقیقه و مقیاسی از جریان پذیري مواد در حالت مذاب است. این خصوصیت، شاخصی پذیرفته شده در ارزیابی دو ویژگی مهم فرآیند پذیري و وزن مولکولی ماده است. شاخص جریان مذاب تا حدودی به نوعی نسبت معکوس با گرانروی یا ویسکوزیته (Viscosity) مذاب دارد.

همچنین شاخص جریان مذاب با وزن مولکولی نسبت عکس دارد به عبارتی هرچه جرم مولکولی یک پلیمر کمتر باشد به علت کوتاه بودن طول زنجیرهها در نتیجه  جاذبه فیزیکی کمتر مولکولها مواد دارای گران روی کمتر و شکلدهی پلیمر با سهولت و سرعت بیشتر صورت میگیرد.

تست شاخص جریان مذاب در اصل برای نشان دادن ویژگی‌های سیلانی (روانی) به عنوان معیاری از قابلیت اکسترود شدن است، لذا به نوعی برای تعیین میزان سهولت قالبگیری مواد پلیمری از طریق تزریق و اکستروژن می باشد. گریدهایی از مواد پليمری كه دارای وزن ملكولی متوسط بالاتری می باشند، خواص فيزیكی بهتری را از خود بروز میدهند به عبارتی مقاومت بالاتری را نسبت به جریان یافتن از خود نشان میدهند.

MFI برای ترکیب و اختلاط پلاستیک های مختلف نیز اهمیت دارد به طور مثال اگر پایه مستربچ استفاده شده برای پلیمری که در فرآیند اکستروژن استفاده میشود با آن سازگار نباشد سبب اختلال در فرآیند تولید میشود. با افزایش شاخص جریان مذاب، استحکام کششی، مقاومت پارگی، دمای نرم شدن و چقرمگی کاهش می یابد .

کاربرد آزمون شاخص جریان مذاب:

  • تعیین شاخص جریان مذاب مواد پلیمری
  • دانستن معیاری از ویسکوزیته ی مواد پلیمری
  • دانستن معیاری از جرم مولکولی و توزیع جرم مولکولی مواد پلیمری
  • تعیین گرید مواد و محصولات پلیمری به صورت های گرانول، لوله، فیلم وغیره و بهبود خواص و کنترل کیفی گرانولها
  • کنترل کیفیت و طبقه بندی ترموپلاستیک ها با ویسکوزیته نسبتا پایین
  • تعیین سرعت جریانیابی مواد پلیمری در فرایندهای مختلف شکلدهی
  • تعیین و مقایسه رفتار مذاب پلیمرهای گرمانرم

اجزای دستگاه شاخص جریان مذاب:

  • سیلندر مقاوم به فرسايش، خوردگي دارای اندازه دقیق داخلی و در موقعیت عمودي تثبیت شده باشد.
  • پیستون با دقت ابعادی و دارای دو خط نشانه به فاصله ی 30 میلیمتر از یکدیگر میباشد، که نتایج تستهای MFI در فاصله ی بین این دو خط به دست میآید.
  • وزنه (Load) با جرم های متفاوت بسته به نوع ماده ی مورد آزمایش مشخص میشود، وزنه در بالای پیستون طوري قرار داده مي شود که مجموع وزن وزنهها و پیستون بار لازم را فراهم کند.
  • جنس نازل (DIE) از متریا با سختی بالا و مقاومت به خوردگی دارای قطر داخلی با تلرانس بسیار بسته و قطر خارجی برابر با قطر داخلی سیلندر باشد.
  • کاتر با فرمان کنترلر پس از سپری شدن تایم تعریف شده و یا با روشن نمودن کلید آن، چرخشی برابر با 360 درجه انجام داده که نتیجهی آن قطع نمونهی پلیمری خارج شده از سیلندر میباشد. کاتر تا سپری شدن دوبارهی زمان و یا خاموش نمودن کلید، منتظر میماند. این کاتر اتوماتیک بوده و خطای برش زدن را نسبت به حالت دستی کمتر کرده و نتیجه تست بسیار دقیق میشود.
  • سیستم کنترل درجه حرارت وظیفه تنظیم دمای انتخابی را دارد این سیستم از دو ناحیه کنترلی در بالا و پایین سیلندر تشکیل شده است. دو ناحیه بودن باعث بالارفتن دقت کنترل و پایین آمدن اختلاف و خطای دما، در بالا و پایین سیلندر میگردد، کنترلرهای حرفهای دما و سنسورهای دقیق، دمای سیلندر را با دقت1/0± درجهی سانتیگراد حفظ میکنند.

عملکرد دستگاه شاخص جریان مواد:

شاخص ذوب به دست آمده از این روش، بیان کننده مقدار مادهی جریانپذیری است که در یک بازه زمانی مشخص (10 دقیقه) از نازل (Die) با اندازه معلوم (قطر و طول مشخص)، در دماي معین و تحت بارگذاري با بار مشخص ( قرارگیری وزنهی استاندارد بر روی پیستون محفظه رانش) خارج میشود.

ابتدا دستگاه روشن و با تنظیم دمای مورد نظر، سیلندر توسط گرم کن های حرارتی شروع به گرم شدن میکند. بعد از اینکه دما به حالت پایدار برسد کمی پیستون فشرده می شود تا هوای بین نمونه ها خارج گردد. در این  مرحله چند دقیقه زمان لازم است تا نمونه پیش گرم شود پس از طی این زمان، پیستون در وضعیتی است که اولین خط نشانه ی بالای سیلندر قرار میگیرد، دراین حالت با فشار شستی استارت کاتر، آزمایش شروع میشود. پایان آزمایش، زمانی که خط نشانه ی دوم پیستون در موقعیت خط نشانهی اول در هنگام شروع آزمایش باشد. حال بایستی نمونه های حاصل را تک تک وزن نموده و بر زمان کات نمونه ها (cutting time) تقسیم و در عدد 10 ضرب کرد. مجموع این نتایج را باید بر تعداد کل نمونههای بریده شده تقسیم کرد تا میانگین MFI (واحد گرم بر ده دقیقه) حاصل شود.

مشخصات دستگاه:

  • حداکثر دما 300 درجه سانتی‌گراد با رزولوشن 0.1درجه سانتی‌گراد و دقت کنترل دما 0.1درجه
  • دارای دو گرم کننده (المنت) با دو سنسور دمای جداگانه ساخت جومو آلمان
  • کنترل دمای (PID) حرفهای جهت یک نواختی گرادیان درجه حرارت طبق استاندارد
  • ❖  قابلیت نصب AFRT برای محاسبه محاسبه نرخ جريان جرمی مذاب (MFR- Melt mass-flow rate) و نرخ جريان حجمی مذاب (MVR-Melt volume-flow rate)
  • مجهز به گیج ((Go/no-go gage به منظور بررسی دقت و تلرانس نازل و سیلندر
  • تایمر دیجیتال با دقت کمتر از یک ثانیه
  • تعمیرات راحت به دلیل ماژولار بودن و فراوانی قطعات در داخل ایران
  • برش خودکار نمونه با تایمر دقیق بر حسب (ثانیه و دقیقه) همراه تیغه های قابل تعویض
  • سیلندر و پیستون فولادی عملیات حرارتی شده
  • قابلیت استفاده از لود سل و سیستم هوای فشرده بجای استفاده از وزنه و یا برای بالابردن وزنه ها استفاده از بالابر اتوماتیک
  • ❖  سمبه برنجی به منظور بدون حباب پر شدن سیلندر
  • ❖  لوازم جانبی مانند قیف، تراز داخل سیلندر، وسیله تمیز کردن نازل، انبر، پارچه و سنبه ی مخصوص نظافت داخل سیلندر
  • نمایشگر لمسی برای کنترل آزمون و گزارش دادها با کیفیت بالا و کنترل سریع پارامترها
  • دارای نرم افزار جهت اتصال به  pcاز طریق رابط، برای ارسال و دستیابی مستقیم به اطلاعات
  • ساختار مستحکم، با دوام و در عین حال ظاهر بسیار زیبا، کاربری راحت، بدون پیچیدگی و در عین حال دقت بسیار بالا

استانداردها:

  ASTM:
روش استاندارد تعیین شاخص جریان مواد گرمانرم D-1238
استاندارد پلاستیک D 883
  ANS:
استاندارد برای سطوح و بافتها B46.1
میزان جریان مذاب جرم  (MFR)و میزان حجم جریان مذاب (MVR) ترموپلاستیک ISO 1133-1991

مشخصات فنی:

300-40 درجه سانتیگراد رنج دمایی
1/0 درجه سانتیگراد دقت اندازهگیری
100 PT سنسور دما
SSR خروجی دما
45*25*40 اندازه به سانتیمتر(طول*عرض* ارتفاع)
35 کیلوگرم وزن
220 ولت برق ورودی
400 وات توان مصرفی
Temperature (300-400)  
Measurement accuracy 0/1  
Temperature sensor PT100  
Temperature output SSR  
Dimensions (width, length, height) 45*25*40  
Weight 35kg  
 Input Power 220V  
Power 400w