Wskaźnik szybkości płynięcia (MFR)

Przemysł od czasów rewolucji przemysłowej stworzył różne proste i szybkie metody do badania materiałów i poprawności przebiegu procesu technologicznego. Stosunkowo młoda branża przetwórstwa polimerów wprowadziła wiele metod i procedur. Wskaźnik szybkości płynięcia WSP (ang: MFR – Melt Flow Rate) to liczba wyrażająca ilość tworzywa termoplastycznego, będącego w stanie stopionym, przepływającego przez dyszę kołową o ustalonych wymiarach w ciągu danego czasu, pod określonym ciśnieniem oraz w danej temperaturze. Należy do najstarszych wskaźników przetwarzalności i jest powszechnie stosowany w przetwórstwie tworzyw termoplastycznych. Pomiar przeprowadza się w plastometrze kapilarnym (Rys. 1). Obecnie istnieje wiele różnych metod tego badania. Sposób wykonania badania określa norma ISO 1133.

Sam pomiar jest bardzo prosty. Ustawiamy temperaturę badania i wielkość obciążenia tłoka. Do rozgrzanego cylindra nasypujemy parę gramów tworzywa, ubijamy i uruchamiamy pomiar. Współczesne plastometry przeliczają wynik, który odczytujemy na wyświetlaczu urządzenia.

Wskaźnik szybkości płynięcia jest miarą płynności materiału, a więc odwrotności lepkości. Reprezentuje on jeden punkt na krzywej lepkości tego materiału, w określonej temperaturze pomiaru i pod określonym naciskiem na tłoczek.

Wyróżniamy:

• masowy wskaźnik szybkości płynięcia (MFR – Melt Flow Rate): masa tworzywa termoplastycznego przepływającego przez dyszę kołową w znormalizowanych warunkach. Wyrażony w jednostce masy odniesionej do jednostki czasu (g/10 min);
• objętościowy wskaźnik szybkości przepływu (MVR – Melt Volume Rate): objętość tworzywa termoplastycznego przepływającego przez dyszę kołową w znormalizowanych warunkach. Wyrażony w jednostce objętości odniesionej do jednostki czasu (cm³/10 min).

MFR w praktyce

• Wskaźnik szybkości płynięcia jest doskonałym parametrem definiującym długość łańcuchów polimerowych.
• Wysokie wartości wskaźnika szybkości płynięcia są typowe dla tworzyw o krótkich łańcuchach polimerowych i odwrotnie – niskie MFR świadczy o długich łańcuchach polimeru.
• Różnica pomiędzy wskaźnikiem MFR podanym przez producenta materiału a badaną próbką przemiału z wypraski, może być spowodowana błędami w procesie albo wilgocią wchłoniętą przez materiał.

cały artykuł jest dostępny w wydaniu płatnym 5/6 (212/213) maj/czerwiec 2025