ام اف آی یا  MFI  چیست؟ روش کار و نتیجه تست

ام اف آی یا melt flow index  عبارتی است که به اختصار آن را به عنوان MFI می‌شناسیم. اهمیت این مفهوم در زمان خرید پلیمر مورد نیاز مشخص می‌شود. در ادامه هر آنچه که لازم است در مورد شاخص جریان مذاب بدانید گفته شده تا خرید مواد اولیه خود را با آگاهی کامل انجام دهید و قیمت پلیمر مورد نیاز خود را تحلیل کنید.

گرانول چیست؟

گرانول پلیمرهای مختلف، قیمت‌های خاص خود را دارند. این قیمت‌ها با توجه به کیفیتی که پلیمرها دارند تعیین می‌شود. به عنوان مثال پلی پروپیلن یا پ پ نسبت به سایر پلیمرها از کیفیت بالایی برخوردار است و همچنین قیمت آن بیشتر می‌باشد.

یکسری عوامل وجود دارد که می‌تواند بر قیمت گرانول پلیمرها تأثیر بگذارد. به عنوان مثال قیمت جهانی نفت، نرخ دلار، مواد اولیه به کار رفته و میزان استقبال مردم می‌تواند که بر قیمت آن تأثیر بگذارد.

از طرفی باید توجه داشت که گرانول، بازیافتی است یا مواد نو. چون گرانول‌های ریسایکل قیمت کمتری نسبت به مواد نو دارند. (گرانول چیست)

ام اف آی یا MFI  چیست؟

ترجمه لغوی این عبارت شاخص جریان مذاب (melt flow index) می‌باشد. ام اف آی در یک جمله، محاسبه سهولت جریان مذاب یک پلیمر گرما نرم است. به عبارت دیگر، جرم پلیمری که در مدت ده دقیقه در یک دمای معین از میان یک روزنه با قطر و طول ثابت گذر می‌کند را شاخص جریان مذاب می‌نامیم.

از توضیحات علمی که بگذریم با بیان چند تیتر اینکه MFI چیست را توضیح می‌دهیم.

• ام اف آی شدت روندگی مواد اولیه را اندازه ‌گیری می‌کند.
• این تست برای تمام پلیمرها استفاده می‌شود و کاربرد دارد.
• این تست به ما اطلاعاتی در مورد نوع گریدهای مختلف پلیمر می‌گوید به طور مثال ما از نتیجه این تست می‌توانیم متوجه شویم که پلی اتیلن P80 است یا P100. در این بین لازم به ذکر است که درحالت معمول MFI برای گرید P80 باید 4 گرم بر ده دقیقه و برای گرید P100 باید 0.2 گرم بر ده دقیقه باشد.
• تست شاخص جریان مذاب، تفاوت میزان مواد اولیه با محصول را برای ما اندازه گیری می‌کند. به عنوان مثال این اختلاف برای مواد اولیه لوله‌های گاز 10% و برای لوله‌های آب در حدود 20% مجاز است.

پارامترهای آزمون MFI چیست؟

دما و زمان از جمله مهم‌ترین پارامترهای آزمون ام اف آی هستند که  مقادیر آنها هم به هم وابسته است. معمولاً در این تست در دمای 190 درجه انجام می‌شود. زمان این تست نیز 120 یا 240 ثانیه می‌باشد که در کل در ده دقیقه شدت روندگی مواد، اندازه گیری می‌شود. همچنین وزنه‌ای در حدود 5 کیلوگرم برای انجام این آزمون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش کار دستگاه MFI چگونه است؟

انجام این تست نیاز به تخصص دارد اما در این محتوا به صورت مختصر پاسخ می‌دهیم که روش انجام آزمون MFI چیست. 3 تا 8 گرم از مواد اولیه را با استفاده از قیف مخصوص وارد سیلندر دستگاه می‌کنیم. نباید فراموش شود که به وسیله‌ی میله مواد را فشرده کرده تا هوا و فضای خالی در سیلندر باقی نماند سپس پیستون و بعد وزنه را بر روی آن قرار می‌دهیم. خط‌های نشانه‌گر روی دستگاه را بررسی می‌کنیم تا اولین خط به داخل سیلندر رفته باشد. پس از آن کاتر را استارت می‌کنیم و بعد از هر بازه زمانی که مشخص کردیم برش انجام خواهد شد.

دستگاه اندازه‌گیری شاخص جریان مذاب (mfi) چه بخش‌هایی دارد؟

پلیمرها باید در داخل بشکه بسته بندی شود تا درون آن‌ها حفره هوا ایجاد نشود. طرح کلی این دستگاه شامل موارد زیرمی‌باشد:

1. سیلندر: طول این وسیله استوانه‌ای حدود 115 تا 180 میلی‌متر و قطر داخلی آن 550 میلی‌متر می‌باشد. مواد مورد استفاده در ساخت آن مقاوم به فرسایش، خوردگی و دما بالا می‌باشد. سیلندر برای استروژن پلیمر مذاب استفاده می‌شود.
2. پیستون: طول پیستون باید متناسب با طول سیلندر باشد. مواد مورد استفاده در ساخت پیستون نیز باید مقاوم به فرسایش‌ و دما بالا باشد اما بهتر است جنس کلی پیستون با سیلندر متفاوت باشد.
3. دای: از کاربید تنگستن یا فولاد سخت ساخته شده است دو انتهای آن تخت است و فاقد نشانه‌های ماشین کاری قابل رویت می‌باشد. قطر داخلی آن باید به طور منظم بررسی شود.
4. وزنه: وزنه‌های استاندارد با وزن معین در بالا پیستون برای اعمال فشار کافی به پلیمر قرار می‌گیرند.
5. میله متراکم کننده: به وسیله آن پلیمر دلخواه به داخل سیلندر وارد می‌شود و باید در ساخت آن از موادی که با پلیمر سایندگی ایجاد نمی کند، استفاده شود.
6. سیستم کنترل دما: دقت این سامانه به میزان 1 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
7. تایمر دیجیتال: دقت این سامانه به میزان 1 ثانیه می‌باشد.
8. استانداردهای معین: این دستگاه با قطر و طول استاندارد می‌باشد و در یک شرایط دمایی معین عمل می‌کند و استانداردهای مورد استفاده mfi ASTM، D1238 و ISO 1133 می‌باشد.
9. کاتر: به صورت خودکار در زمان‌های تعیین‌شده، پلیمر مذاب را برش می‌دهد.

دستگاه اندازه گیری شاخص جریان مذاب چه کاربردهایی دارد؟

1. تعیین گرید پلیمر و مواد اولیه پلاستیک
2. مشخص کردن فرایند مناسب برای تولید پلیمر: فرایند اکستروژن و تزریقی به طوریکه پلیمر با mfi بیشتر در قالب‌گیری تزریقی و پلیمر با mfi کمتر در قالب گیری دمشی و اکستروژن کاربرد دارد .
3. اندازه گیری میزان تغییر خواص و ویژگی‌های پلیمر بعد از فرایند تولید

میزان mfi بر چه پارامترهایی موثر است؟

واحد شاخص جریان مذاب ( melt flow index) گرم بر 10 دقیقه می‌باشد (g/10min) که نشان دهنده جریان پذیری مواد در حالت مذاب است و با ویسکوزیته  یا گرانروی پلیمر نسبت عکس دارد.

حتما می‌دانید که پلیمرها از زنجیره‌های مولکولی  با طول متفاوت تشکیل شده‌اند بنابراین پارامتر توزیع وزن مولکولی به دلیل اینکه تعیین کننده خواص جحریان می‌باشد اهمیت دارد .

در واقع هر چه مقدار mfi بیش‌تر باشد، پلیمر وزن مولکولی و طول زنجیره کمتری دارد در نتیجه گرانروی پلیمر کمتر می‌شود و پلیمر سریع‌تر روان می‌شود. هر چه مقدار mfi کم‌تر باشد پلیمر وزن مولکولی بیش‌تری داشته و دیرتر روان می‌شود.

mfi معیاری برای قابلیت اکسترود شدن می‌باشد و در اصل برای نمایش پارامترهای سیلانی یا روانی عنوان می‌شود.

کاهش مقدار mfi  چه تغییراتی اعمال می کند؟

1. افزایش سختی و استحکام کششی پلیمر
2. افزایش مقاومت در برابر روان شدن، تنش و ترک
3. افزایش دمای مورد نیاز برای نرم شدن
4. افزایش مقاومت شیمیایی و کاهش نفوذ‌ پذیری
5. افزایش وزن مولکولی
6. کاهش میزان جلا و براقی

عوامل موثر بر ام اف آی چیست؟

1. توزیع وزن مولکولی پلیمر
2. درصد کومونومر شرکت کننده
3. میزان شاخه ای شدن زنجیره
4. بلورینگی پلیمر
5. میزان انتقال حرارت در فرآوری پلیمر

چه اطلاعاتی از آزمایش جریان مذاب (mif) حاصل می‌شود؟

1. تایید مواد سازنده پلیمر: مواد داخلی پلیمر با توجه به مقدار شاخص جریان مذاب معمولی بررسی می‌شود. اگر تغییرات زیادی در شاخص جریان مذاب دیده شود به این معنی است که مواد اولیه برای ساخت این پلیمر مناسب نیست.
2. تعیین کیفیت مصالح : کیفیت پلیمر ورودی در این آزمایش بررسی می‌شود به این صورت که mfi محاسبه شده برای محصول نباید بیش تر ار 25% mfi مواد اولیه مورد استفاده در پلیمر تفاوت داشته باشد در صورت وجود خطا، فرایند با تنظیمات جدید انجام خواهد شد.
3. مقایسه و معاینه : محصولات و پلیمرهای تازه در محیط آزمایشگاهی به سرعت مقایسه و معاینه می شوند.
4. تعیین خواص جریان: از طریق این آزمایش، فرایندهای اکستروژن ساده بررسی می شود.

در مقاله mfi یا ام اف آی چیست هر آنچه لازم است در مورد ام اف آی بدانید گفته شده است تا خرید پلیمر مناسب خود را با دقت بیشتری انجام دهید. توجه کنید که شاخص جریان مذاب هم برای مواد پلیمر ریسایکل و هم مواد نو مهم است. توجه به mif به این دلیل اهمیت دارد که تست بسیار کاربردی در بخش کنترل کیفیت کارخانجات است و شاخص جریان مذاب، ویژگی‌های محصول تولیدی تحت تأثیر قرار می‌دهد. همچنین کمک می‌کند تا از پایه پلیمری مناسب استفاده شود و از گرید و پایه اشتباه در ساخت پلیمر استفاده نشود.