نرخ جریان مذاب (Melt Flow Rate(MFR یا همان شاخص جریان مذاب Melt Flow Index (MFI)، یکی از مقدماتی‌ترین روش‌های تعیین و مقایسه رفتار مذاب گونه های مختلف پلیمرهای گرمانرم است. در این روش، ابتدا نمونه پلیمری در بازه زمانی معینی در دمایی معین پیش گرم می گردد. سپس مذاب تحت بار وزنه ای استاندارد از داخل دای که در قسمت تحتانی سیلندر دستگاه MFR قراردارد، خارج می شود. میزان مذاب خارج شده از دای برحسب گرم در طی زمان ده دقیقه را MFR می نامند.

با اعمال یک وزنه یکسان، هرچه MFR یک نمونه مذاب پلیمری کمتر باشد بدان معناست که ویسکوزیته آن بیشتر است و هرچه ویسکوزیته بیشتر باشد می توان نتیجه گرفت که وزن مولکولی آن نمونه بالاتر است و هر چه پلیمر دارای وزن مولکولی بیشتر (زنجیر بلندتر) باشد به دلیل گره خوردگی بیشتر زنجیره های پلیمری دارای MFR کمتری خواهد بود (مقدار ماده مذاب کمتری از دای خارج می شود). آزمون تعیینMFR برای تشخیص گریدهای مختلف یک پلیمر، کنترل کیفیت ترموپلاستیک های دارای ویسکوزیته نسبتاً پایین و طبقه بندی آنها به کار می رود. لذا می توان گفت که MFR ساده ترین روش استاندارد برای مقایسه نسبی وزنی مولکولی گرید های مختلف پلی اتیلن است.

علاوه بر این که با توجه به مقدار MFR می توان وزن مولکولی پلیمرها را بصورت نسبی مقایسه نمود، می توان پهن یا باریک بودن توزیع وزن مولکولی آنها را با استفاده از کمیت نسبت سرعت جریان (Flow Rate Ratio) FRR تخمین زده وبا یکدیگر مقایسه نمود.FRR از رابطه زیر محاسبه می گردد :

(high load)FRR=MFR(low load)/​MFR

FRR نمونه هر چقدر بیشتر باشد توزیع وزن مولکولی آن پهن تر است.

کاربرد های آزمون شاخص جریان مذاب:

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

 

اگر انحراف مقدار MFR مواد اولیه با MFR محصول بیش از حد باشد می توان مطالب زیر را استنباط نمود :

1.  دمای فرآیند خیلی بالا بوده و باعث سوختن و شبکه ای شدن پلی اتیلن شده است.
2.  مستربچ خراب بوده است.
3.  در اکسترودر نواحی مردابی وجود داشته و زمان اقامت مواد در سیلندر افزایش یافته است.

 

عوامل مؤثر بر MFI :

• توزیع وزن مولکولی
• درصد کومونومر
• درجه شاخه‌ای شدن زنجیر
• بلورینگی
• میزان انتقال حرارت در فرآورش ترموپلاستیک

 

کاهش در مقدار MFI می‌تواند منجر به موارد زیر شود:

• افزایش سختی
• افزایشاس تحکام کششی
• افزایش در استحکام نقطه تسلیم
• افزایش مقاومت در برابر خزش
• افزایش چقرمگی
• افزایش دمای نرم شدن
• افزایش مقاومت در برابر تنش ترک
• افزایش مقاومت شیمیایی
• افزایش وزن مولکولی
• کاهش جلا و براقیت
• کاهش نفوذپذیری

 

شرایط آزمون MFI برای برخی از پلیمرهای گرمانرم

پلیمر	دما (°C)	وزنه (kg)
PE (پلی‌اتیلن: HDPE, LDPE, LLDPE)	190	2.16 (رایج‌ترین)
PE برای FRR	190	2.16 و 21.6
PP (پلی‌پروپیلن)	230	2.16
PS (پلی‌استایرن)	200	5.0
ABS	220	10.0
PA6 / PA66 (نایلون)	235	2.16 یا 5.0
PC (پلی‌کربنات)	300	1.2
PMMA (آکریلیک)	230	3.8
POM (استال)	190	2.16
PET	275–300	2.16
PEEK	400	2.16

جهت خرید و یا کسب اطلاعات بیشتر پیرامون دستگاه های MFR تولید شده در واحد طراحی و ساخت شرکت دانش بنیان آریانام روی لینک زیر کلیک کنید.

مشخصات دستگاه MFI تولید شده در آریانام