Normänderung ASTM D1238: Was Sie jetzt wissen sollten
Die neueste Ausgabe der ASTM D1238 ermöglicht mit Ausgabedatum Februar 2023 den Einsatz kraftgeregelter Schmelzindex-Prüfgeräte zur Bestimmung von MFR und MVR Werten. Damit eröffnet die Normänderung der ASTM D1238 neue Steuerungsmöglichkeiten, insbesondere der Vorheizphase des Prüfablaufs. Die Prüfsequenz ist über einen breiten MVR-Bereich automatisierbar, um das Personal weitestgehend von der Aufgabe der korrekten Versuch-Parametrisierung zu entlasten. Dadurch wird die Laborarbeit effizienter und die Prüfung reproduzierbarer hinsichtlich des Einsatzes verschiedener Geräte an unterschiedlichen Orten sowie mit mehreren Anwendern. Das Fließprüfgerät Aflow ist das erste Gerät, das die neuen Möglichkeiten der ASTM D1238 voll nutzt.
Sollen in einem Prüflabor Volumen- oder Massefließraten an unterschiedlichen Polymeren oder deren Grades bestimmt werden, ist dies für den Laborleiter mitunter kompliziert: Zum einen muss er für jeden Polymertypen wissen, unter welchem Gewicht und bei welcher Temperatur er das Polymer nach ASTM D1238 normgerecht messen muss. Zum anderen muss er die Einfüllmenge des Polymers und den Ablauf in der Vorheizphase der Prüfung so steuern, dass die Messung der Schmelzraten exakt im vorgegebenen Fenster nach 7 ± 0,5 Minuten Vorheizphase sowie bei einer Höhe der Schmelzesäule von 46 ± 2 Millimetern startet. Hinzu kommt, dass lediglich zu Beginn der Vorheizphase noch Korrekturen durch ein sogenanntes Purging, also die Auflage eines größeren Gewichts als das Prüfgewicht, erlaubt sind. Dadurch sind die Steuerungsmöglichkeiten in den späteren Versuchsphasen stark eingeschränkt. Sobald das Startfenster bei 7 Min @ 46 mm korrekt unter Prüflast erreicht ist, ist die Messung nach ASTM D1238 relativ einfach. Bei Methode B werden Fließraten bis 10 g/10min über einen Kolbenweg von 6,35 mm (1/4“) gemessen, Fließraten ab 10 g/10 min werden über einen Kolbenweg von 25,4 mm (1“) gemessen.
Aflow erkennt die Füllhöhe im Kanal und misst frühzeitig in der Vorheizphase
Kraftgeregelte Fließprüfgeräte, wie das Modell Aflow von ZwickRoell, funktionieren ähnlich wie ein Kapillarrheometer und verfügen über deutlich erweiterte Steuerungsmöglichkeiten. Das Labor kann sich darauf festlegen, für alle MFR-Werte ab 1 g/10min immer eine Prüfguteinwaage von 5 g zu verwenden. In vielen Fällen lässt sich diese Materialmenge auf sehr einfache Weise mit passenden Messlöffeln aus einem Behälter entnehmen. Gleich zu Versuchsstart erkennt das Gerät die Füllhöhe im Kanal und kann frühzeitig in der Vorheizphase messen, in welcher Größenordnung der MVR des Polymers zu erwarten ist. Entsprechend dieser laufend zur Verfügung stehenden Information berechnet das Gerät fortwährend die ideale - und nach ASTM normgerechte - Auslöseposition ab der der Kolben sich frei unter Prüflast bewegen muss, um das Zielfenster beim Start der Prüfung zu erreichen. Mit der Fließrate, die kurz vor Erreichen des Zielfensters vorliegt, entscheidet das Aflow, ob die Messung über einen Kolbenweg von ¼“ oder über 1“ stattfindet.
Vereinfachte Arbeit im Labor durch normgerechte Messungen jedes Polymers
Für den Anwender bedeutet dies, dass er einfach fünf Gramm in den Prüfkanal füllt, die Prüfung startet und sich darauf verlassen kann, dass die Prüfung normgerecht und mit optimalen Prüfparametern abläuft. Der Laborleiter freut sich, dass er seine Listen mit den passenden Einstellparametern für jeden Polymertypen nicht mehr benötigt und stets gewährleistet ist, dass seine Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter die Prüfung korrekt haben ablaufen lassen. Und auch der Auditor hat Vorteile: Er muss nicht mehr hinterfragen, wie das Labor sicherstellt, dass auch jede Messung an jedem Polymertypen absolut normgerecht abgelaufen ist.
Die Pendants zur ASTM D1238, die ISO 1133-1 und ISO 1133-2, erlauben kraftgeregelte Fließprüfgeräte schon seit vielen Jahren. Aus diesem Grund gibt es weltweit bereits viele Labore bei den Formmassenherstellern und den Compoundierern, die das ZwickRoell Aflow sehr schätzen aufgrund seiner Robustheit, der einfachen Bedienung sowie der zuverlässigen Prüfergebnisse.
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