MFI یا شاخص جریان ذوب چیست؟

در میان خواص پلیمرها،  MFIبه عنوان یکی از شاخص‌های اندازه‌گیری کنترل کیفیت برای پلیمرهای ترموپلاستیک، مخلوط‌های ترموپلاستیک و فرمولاسیون کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. این شاخص مطابق با استانداردهای ASTM  یا ISO است. مقدار MFI می‌تواند اطلاعات دقیقی در مورد پردازش پذیری، فرایند تولید و وزن مولکولی متوسط پلیمرها به شما بدهد. در ادامه این مقاله از هایپر پلاست قصد داریم تا به طور کامل درباره شاخص جریان ذوب یا MFI پلیمرها صحبت کنیم.

شاخص جریان ذوب چیست؟

شاخص جریان ذوب (MFI) یا نرخ جریان ذوب (MFR) کمیتی است که برای ارزیابی جریان پذیری یا ویسکوزیته مذاب یک پلیمر استفاده می‌شود. این کمیت نشان می‌دهد که چگونه یک پلیمر می‌تواند به راحتی از طریق فرایندهای مختلف پردازش شود. MFI به عنوان وزن پلیمر بر حسب گرم تعریف می‌شود که در مدت 10 دقیقه از طریق یک قالب با قطر و طول خاص به وسیله فشار اعمال شده توسط وزن معین در دمای معین جریان می‌یابد. واحد اندازه گیری MFI معمولا گرم در 10 دقیقه  (g/10 min) است.

رابطه بین MFI و وزن مولکولی چیست؟

حال که فهمیدیم شاخص جریان ذوب چیست، در این بخش به بیان رابطه بین آن با وزن مولکولی می‌پردازیم. شاخص جریان ذوب یک پلیمر با ویسکوزیته نسبت معکوس دارد. از طرفی ویژگی‌های انشعاب نیز بر مقادیر MFI  و MFR تأثیر می‌گذارد. این ویژگی‌ها نوع انشعاب و نظم توزیع را شامل می‌شوند. وسعت توزیع وزن مولکولی را می‌توان از طریق نسبت‌های بین دو مقدار نرخ جریان مذاب برای یک ماده در وزن‌های وابسته به ثقل سنجی مختلف تخمین زد.

MFI به چندین پارامتر اساسی در پلیمرها، پردازش و خواص محصول نهایی حساس است. از این رو لازم است که اندازه گیری با دقت زیاد انجام شود تا خطاهای احتمالی به حداقل برسد. وزن مولکولی یکی از ویژگی‌هایی است که عملکرد پلیمرها را تعیین می‌کند و سرعت جریان مذاب یک سنجش غیرمستقیم از متوسط نسبی وزن مولکولی است. پلیمر با سرعت جریان مذاب بالا، دارای وزن مولکولی کم‌تری است؛ در حالی که پلیمر با سرعت جریان مذاب کمتر وزن مولکولی بیشتری دارد. بنابراین، مقادیر MFI برای انتخاب نوع پردازش و کاربرد مناسب پلیمرها بسیار سودمند است.

تاثیر MFI پلیمری بر پردازش آن‌ها چیست؟

فراوری مذاب پلیمر در معرض جریان برشی و کششی قرار می‌گیرد. برخی از روش‌های پردازش عبارت‌اند از:

• قالب گیری تزریقی
• قالب گیری فشاری
• قالب گیری بادی
• اکستروژن
• ترمو فرمینگ

MFI  یک پلیمر یک ویژگی مهم برای انتخاب یک روش پردازش خاص است. این مسئله به این دلیل است که   شاخص جریان ذوب می‌تواند با ویسکوزیته برشی، تورم دای و ویسکوزیته افزایش طول مرتبط باشد. پارامترهای زیر را می‌توان به راحتی از طریق  اطلاعات مربوط به کمیت MFI به دست آورد:

• نیروی تراکم در طول قالب‌گیری فشاری
• تلفات فشار از طریق قالب‌های مقاطع پیچیده در طول اکستروژن
• اتلاف گرمای ویسکوز در طول پردازش

کاربرد پلی پروپیلن با MFI مختلف

ما می‌توانیم اندازه‌گیری‌های مربوط به MFI را با استفاده از عملیات پیش و پس از پردازش مانند اتصال عرضی، پخت، تنزل، تثبیت و سخت‌گردانی پلیمر کنترل کنیم. مثال‌هایی از کاربرد پلی پروپیلن با مقادیر مختلف MFI و روش‌های پردازش آن‌ها برای ساخت محصولات مختلف عبارت‌اند از:

• پلی پروپیلن با مقدار شاخص جریان ذوب ۶ گرم در ۱۰ دقیقه می‌تواند برای ریسندگی الیاف تک رشته‌ای استفاده شود.
• پلی پروپیلن با شاخص جریان ذوب ۱۰ گرم در ۱۰ دقیقه می‌تواند برای چرخش رشته پیوسته حجیم استفاده شود.

همچنین بخوانید: قیمت خرید پلی پروپیلن

چگونه شاخص جریان مذاب پلیمرها را اصلاح کنیم؟

یافتن پلیمرهای دارای MFI مورد‌نیاز برای کاربردهای خاص، کار آسانی نیست. برای اصلاح شاخص جریان مذاب پلی اولفین (polyolefin) از مواد افزودنی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، اضافه کردن افزودنی‌های مبتنی بر پراکسید می‌تواند باعث تثبیت و افزایش MFI پلی‌پروپیلن شود. مزایای افزودنی‌های اصلاح‌کننده MFI عبارت‌اند از:

• اصلاح پلیمر گرید اکستروژن (به عنوان مثال، پلی پروپیلن) برای استفاده در فرایند قالب‌گیری تزریقی
• مشکلات مربوط به محدودیت پردازش با پر کردن سوکت شکل دهی
• تثبیت کردن نشانگر MFI و خواص مکانیکی
• بهره وری بیشتر

استانداردهای اندازه‌گیری MFI چیست؟

دو استاندارد رایج زیر به طور گسترده برای آزمایش MFI در صنعت پلیمر برای کنترل کیفیت استفاده می‌شود:

• : ASTM D1238 روش تست استاندارد برای نرخ جریان مذاب برای ترموپلاستیک‌ها
• :ISO 1133 تعیین نرخ جریان جرمی مذاب و سرعت جریان حجمی مذاب ترموپلاستیک‌ها

سخن پایانی

در این مقاله توضیح دادیم که شاخص جریان ذوب یا MFI چیست و چه کاربردی دارد؟ همچنین نحوه اصلاح این شاخص و رابطه آن با وزن مولکولی را بیان کردیم. شما می‌توانید برای خرید انواع پلیمر معمولی و مهندسی با ما در هایپر پلاست تماس بگیرید.