MFI یا MFR شاخصی مهم ولی نه چندان شناخته شده در صنعت بازیافت

شاخص گرانروی مذاب یا MFR شاخصی مهم ولی نه چندان شناخته شده در صنعت بازیافت

شاخص گرانروی مذاب یا MFR  اندازه گیری سهولت جریان مذاب گرانول های ترموپلاستیک ها می باشد.این ویژگی نشان می دهد جرم مشخصی از ماده بر حسب گرم که در زمان ده دقیقه از یک لوله بسیار باریک بر حسب فشار اعمال شده عبور می کند,در دما معین چه میزان می باشد. مبنای این آزمون  بر اساس استاندارد  ASTM D1238 و ISO 1133 تدوین شده است.

در واقع شاخص گرانروی مذاب یا MFR با جرم مولکولی رابطه عکس دارد, هرچه MFR بالاتر باشد نشان دهنده جرم مولکولی پایین تر و هرچه کمتر باشد نشانگر جرم مولکولی بالاتر است. این مشخصه تعیین کننده گرید گرانول های پلاستیک ها می باشد . بنابراین شاخص گرانروی مذاب یا MFR که با ویسکوزیته مرتبط است تعیین می کند که این گرید برای چه فرایند قالبگیری و شکلدهی مناسب است.در تعریف دیگر این موضوع نشان دهنده میزان تبدیل به سیال شدن یا جریان یافتن , مواد گرانولی در صورت حرارت دیدن است. در حقیقت MFR بالا برای تزریق و  MFR پایین برای تولید اکستروژن مناسب است,در حالت تزریق نیاز به گرانروی کم می باشد تا براحتی بتواند در قالب حرکت کند و حفره های قالب را پرکند.درحالیکه در فرایند تولید لوله باید گرانروی زیاد باشد تا اصطلاحا از قسمت دای شره ننماید.

MFR  برای پلی اتیلن در ۱۸۰C و برای پلی پروپیلن در C  ۲۳۰ اندازه گیری می گردد.بنابراین MFRتابع دما است.

 در پتروشیمی های ایران و جهان دیتا شیت یا مشخصات فنی برای هر نوع ماده پلیمر منتشر می گردد .در تمام این دیتا شیت ها ,این شاخص بر اساس استاندارد مربوطه  اندازه گیری و اعلام می گردد تا خریدار بتواند تشخیص دهد آیا این ماده برای فرایند اکسترورن مناسب است یا تزریقی , بادی و غیره.

آیا MFR برای تمام مواد ترموپلاستیک قابل اندازه گیری است؟

این شاخص به غیر از پلی اتیلن و پلی پروپیلن برای سایر مواد نظیر ABS, پلی استایرن,استالها و غیره نیز قابل اندازه گیری است .نکته شایان توجه این است که شاخص گرانروی مذاب یا MFR برای هر پلاستیک در دمای خاصی که استاندارد تعیین نموده می بایست اندازه گیری گردد.ضمنا برای پی وی سی تحت نام Kvalu اندازه گیری می گردد و برای پت با شاخص IV  .

آیا این شاخص برای مواد نو و بازیافتی قابل اندازه گیری است؟

این شاخص برای مواد نو و بازیافتی هر دو  قابل اندازه گیری است. برای این منظور پیشنهاد می گردد کارگاها و شرکت های تولید کننده گرانول های بازیافتی برای ایجاد بازار بهتر خصوصا صادرات از دستگاه MFR  برای سنجش این موضوع استفاده نمایند تا بتوانند زمینه های بهتری برای فروش مواد خود ایجاد کنند.از طرف دیگر این شاخص نشان می دهد که برای چه فرایندی قالبگیری مواد بازیافت شده می توانند استفاده گردند.

 آیا این موضوع نشان دهنده کیفیت مواد است؟

 در تهیه مواد گرانولی بازیافتی برخی به اشتباه می پندارند که هر چه این عدد بیشتر باشد کیفیت بالاتر است در حالیکه عدد بالاتر نشان دهنده ویسکوزیته پایین تر است .

چند مثال از ارتباط MFR با گریدها و کاربرد مواد

چگونه MFR  را اندازه گیری می نماییم:

۱ - ابتدا باید جنس پلیمر مشخص شود تا براساس آن روش و شرایط آزمون انتخاب گردد.

۲ - در ستمون شرایط پیشنهاد شده میزان دمای کوره و وزن وزنه استاندارد را یادداشت می کنیم.

۳ - دمای کوره را روی عددی که استاندارد توصیه کرده قرار می دهیم و به دستگاه MFR این فرصت را می دهیم تاخود را به این دما برساند.

۴ - در طول مدت زمانی که کوره خود را به دمای مورد نظر می رساند, حدود شش گرم از گرانول پلاستیک مورد نظر را با ترازویی به دقت یک هزارم گرم توزین می کنیم.

۵ - پس از رسیدن کوره دستگاه به دمای معینی که استاندار میزان آن را برای پلی اتیلن ۱۹۰ درجه سانتی گراد ,پلی استایرن ۲۰۰ و پلی پروپیلن ۲۳۰ مشخص کرده است می ریزیم, و پیستون روی گرانول ها داخل کوره دستگاه پلاستومتر قرار می دهیم تا در مدت زمان حدود بیست دقیقه, کل مجموعه به تعادل حرارتی برسد و گرانول ها کاملا ذوب شود.

۶ - در لحظه شروع آزمایش وزنه معینی که استاندارد ASTM D1238 برای پلی اتیلن ۲۱۶۰ گرم, پلی استایرن ۵۰۰۰ گرم و پلی پروپیلن ۱۶۰ گرم توصیه نموده است بر روی سر بالایی پیستئن قرار می دهند تا مواد مذاب از داخل یک دای استاندارد با مشخصات, جنس آلیاژ تنگستن که در مقابل حرارات تغییر ابعاد نمی دهد, به ضخامت mm 8.000 و قطر سوراخ وسط ۲٫۰۹۵ که از آنجا عبور پلاستیک مذاب با سرعت برشی کم انجام می شود.

۷ - از لحظه ای که وزنه روی بخش فوقانی پیستون قرار می گیرد, عمل روزن رانی یا اکسترودر پلاستیک مذاب شروع می شود,از همان ثانیه باید زمان شروع آزمایش را دقیقا در نظر گرفت زیرا مقدار پلاستیک مذاب خارج شده در زمان ده دقیقه , عدد شاخص جریان مذاب ان نمونه را تعیین می کند.

منابع: سایت پتروشیمی شازند, سایت پلاتو ایران, دایره المعارف پلاستیک, کتاب آنالیز و شناسایی کمی و کیفی پلیمرها