شاخص جریان مذاب (MFI)

شاخص جریان مذاب (MFI)، اندازه گیری سهولت جریان مذاب یک پلیمر گرمانرم است. یکای شاخص جریان مذاب (MFI)، به صورت جرم پلیمر مذاب عبور کرده از یک سوراخ (دای) بر حسب گرم با قطر، طول و فشار معین در ده دقیقه در دمای مشخص (پلی اتیلن ۱۹۰ درجه سانتیگراد و پلی پروپیلن ۲۳۰ درجه سانتیگراد) تعریف شده است.

«در واقع می توان این‌طور تعریف کرد که شاخص جریان مذاب، جرم پلیمری (بر حسب گرم) است که در مدت ده دقیقه از میان یک روزنه (Die) با قطر و طول ثابت در دمای ثابت بیرون می‌آید، و این در حالی است که وزنهٔ استانداردی بر روی پیستون محفظهٔ رانش که حاوی حدود سه گرم (تا ۸ گرم) پلیمر است، قرار دارد (gr/10 min).»

شاخص جریان مذاب تا حدودی (اما نه دقیق) نسبت معکوس با گرانروی مذاب دارد. بنا بر این با افزایش وزن مولکولی متوسط، کاهش می‌یابد. شاخص جریان مذاب بالاتر، نشان دهندهٔ روانی بیشتر در دماهای فرآورش است. این نماد در اصل برای نشان دادن ویژگی‌های سیلانی (روانی) به عنوان معیاری از قابلیت اکسترود شدن است. به طور کلی با افزایش شاخص جریان مذاب، استحکام کششی، مقاومت پارگی، دمای نرم‌شدن و چقرمگی پلیمر کاهش می‌یابد (ویکی پدیا).

برای شناسایی خواص پلیمرها، آزمایش‌های گوناگونی در آزمایشگاه‌های معتبر انجام می‌گیرد که بسیاری از این آزمایشات وقت‌گیر و دارای هزینه‌های زیادی است. اما در صنعت به دلیل لزوم شناسایی سریعتر خواص فرایندی پلیمرها از شاخص (MFI (melt flow index استفاده می‌شود. این شاخص به نوعی نشان‌دهنده بزرگی دانسیته مولکول پلیمری و درنهایت روانی مذاب پلیمری در شرایط آزمایشگاهی است.

استاندارهای مورد استفاده برای اندازه گیری، MFI ASTM D1238 و ISO 1133 هستند. اساس کار بدین صورت است که نمونه در یک استوانه تحت دما و نیرویی که از طرف وزنه بالای آن اعمال می‌شود، قرار می‌گیرد. تحت این شرایط مذاب آن شروع به خروج از منفذ تعبیه‌شده در پایین آن می‌کند. مقدار خروجی آن در زمان‌های معین توسط کاتر خودکاری برش خورده و در نهایت همه بریده‌ها بصورت تکی وزن و وزن میانگین اندازه‌گیری می‌شود. طبق فرمولی مقدار MFI جسم تعیین می‌شود. در شکل زیر شماتیکی از این دستگاه دیده می‌شود.

مقدار MFI محصول تابعی از جرم مولکولی پلیمر است. هر چه مقدار MFI محصول بیشتر باشد، مذاب پلیمری روان‌تر است و در دمای پایین‌تری فرآیند انجام می‌شود.

نکته: عبارات MFI با (MFR (Melt flow rate هم معنی هستند.

کاهش در مقدار MFI باعث:

• افزایش سختی
• افزایش استحکام 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

می‌شود.

منبع: ویکی پلاست