Penentuan Laju Aliran Leleh ASTM D1238 pada Plastik

Penentuan laju aliran adalah metode yang cepat dan mudah untuk mengukur sifat reologi massa leleh polimer pada suhu tertentu.

Tidak seperti pada rheometer, pengukuran berlangsung di bawah beban konstan dan dengan demikian juga di bawah sebagian besar konstan tegangan geser. Laju ekstrusi massa melalui cetakan standar diatur menurut viskositas lelehan polimer. Laju geser untuk metode ini biasanya jauh lebih rendah daripada operasi pencetakan injeksi. Namun demikian, metode ini menawarkan kemungkinan perbandingan yang baik, karena metode ini sangat dibutuhkan dalam jaminan kualitas. Beberapa pengukuran dalam metode D dapat digunakan untuk menentukan titik yang berbeda pada sebuah kurva viskositas nyata. Pengukuran ini disajikan sebagai hasil bagi dari nilai MFR di bawah beban yang berbeda.

Dalam kasus polimer yang meleleh dengan distribusi densitas yang homogen, khususnya polimer yang tidak terisi, dimungkinkan untuk mengonversiNilai MVR (cm³/10 min) menjadi Nilai MFR (g/10 min) jika densitas lelehan pada suhu pengujian diketahui. Dengan mengkombinasikan metode A dan B, kepadatan lelehan polimer dapat ditentukan dengan tingkat akurasi yang baik.

Metode A untuk ASTM D1238 guna pengukuran nilai dari MFR sangat ideal untuk pengujian individu dengan frekuensi pengujian yang relatif rendah.

• Dalam metode A, ekstrudat dipotong pada interval waktu yang konstan dan massanya ditentukan dengan timbangan analitik.
• Pengukuran dilakukan menggunakan die standar dengan tinggi 8 mm dan diameter lubang 2,095 mm.
• Berat awal polimer yang akan diuji adalah antara 2,5 g dan 8,0 g, bergantung pada laju alir yang diharapkan.
• Titik awal pengukuran terletak pada jendela posisi piston 46 ± 2 mm di atas cetakan dan waktu pemanasan awal 7 ± 0.5 min. Dalam dua menit terakhir sebelum memulai pengukuran, tidak boleh ada gaya tambahan yang diterapkan pada piston.
• Interval waktu pengukuran juga tergantung pada laju aliran yang akan diukur. Ini berkisar dari 6 menit untuk laju aliran rendah hingga 15 detik untuk laju aliran lebih tinggi dari 25 g/10 min.
• Hasil pengujian adalah massa yang diekstrusi per satuan waktu, yang dinyatakan dalam g/10 min.
• Seorang operator harus hadir untuk seluruh rangkaian pengujian, dan karenanya hanya dapat diotomatisasi sampai batas tertentu.
• Metode A, sesuai dengan ASTM D1238, mencakup rentang pengukuran sekitar 0,15 g/10 min hingga sekitar 50 g/10 min. Keterbatasannya adalah hasil dari kebutuhan untuk memotong ekstrudat secara berkala.

• Untuk Pengukuran MVR dalam metode B sesuai ASTM D1238, volume yang diekstrusi dari lelehan polimer ditentukan pada interval waktu atau jarak tempuh yang teratur. Pengukuran dapat dikontrol secara visual melalui penandaan pada piston, atau lebih umum dengan menggunakan pengukuran jarak tempuh piston dan sistem pelacakan waktu, yang memungkinkan penentuan volume yang tepat, bahkan dalam kasus material yang mengalir cepat.
• Seperti halnya dalam metode A, cetakan standar, tinggi 8 mm dengan diameter lubang 2.095 mm, itu digunakan. Spesifikasi titik awal juga identik dengan metode A.
• Tes ini dikendalikan dengan cara yang bergantung pada perjalanan. Untuk nilai MFR hingga 10 g/10 min, pengukuran dilakukan pada jarak tempuh piston 6.35 mm. Nilai MFR yang lebih tinggi diukur pada langkah piston 25.4 mm, setara dengan 1 inci.
• Hasil MVR adalah volume material yang diekstrusi per satuan waktu. Hasil ini ditentukan dalam cm³/10 menit dan dihitung dari jarak pergerakan piston per satuan waktu.
• Dalam kasus lelehan polimer dengan distribusi densitas homogen, densitas lelehan dapat digunakan untuk mengubah nilai MVR menjadi nilai MFR.
• Keuntungan yang signifikan dari metode ini adalah penghapusan pemotongan mekanis. Seluruh urutan pengujian dapat dilakukan tanpa pengaruh dari operator.
• Metode B mencakup rentang pengukuran yang jauh lebih besar, menurut ASTM D1238, mencapai dari 0,5 g/10 min hingga sekitar 1500 g/10 min. Kualitas tinggi plastometer ekstrusi, namun, mampu mengukur rentang yang lebih luas dengan tingkat reproduktifitas yang tinggi.
• Plastometer ekstrusi dengan sensor perpindahan dan perangkat angkat beban uji otomatis memungkinkan kontrol urutan uji yang lebih otomatis, yang dapat diatur dengan mudah dan nyaman dengan memasukkan nilai MFR atau MVR target.

Metode C to ASTM D1238 adalah varian lain dari metode B, di mana dadu dengan setengah tinggi dan setengah diameter digunakan.

• Pengukuran dimulai setelah 7 menit waktu pemanasan awal dan pada posisi piston 50 mm di atas cetakan. Nilai MVR diukur pada langkah piston 25.4 mm.
• Metode ini digunakan untuk aplikasi poliolefin, yang memiliki nilai MFR lebih besar dari 75 g/10 min. Dengan menggunakan "half” dies, regangan geser tetap sama dalam lelehan polimer, namun nilai MVR dikurangi dengan faktor 4 dan karenanya lebih mudah diukur.

Rasio laju aliran, FRR, adalah hasil bagi yang diperoleh dari pengukuran MFR di bawah dua beban yang berbeda.

• Pengukuran biasanya dilakukan dengan satu kali pengisian laras ekstrusi.
• Setelah fase pemanasan awal selama 7 menit, urutan pengujian dimulai dengan beban uji pertama pada posisi piston 46 mm.
• Segera setelah pengukuran pertama selesai, beban uji diubah dan setelah fase stabilisasi singkat, pengukuran MFR berikutnya dimulai.
• Dua atau lebih beban uji dapat diukur dalam satu urutan pengukuran, baik dalam urutan naik atau turun.
• Sebuah Plastometer ekstrusi Aflow dari ZwickRoell pada umumnya digunakan untuk pengujian ini. Instrumen ini memungkinkan kontrol pengujian yang nyaman, pengukuran dalam urutan naik atau turun dari beban uji, serta perubahan beban uji bebas benturan yang diterapkan oleh kontrol gaya, tanpa efek akselerasi massa yang sering terjadi pada instrumen bobot mati.

ASTM D3364 - pengukuran pada PVC dengan laju aliran yang tidak stabil

• Metode ini merupakan perluasan dari ASTM D1238 dan digunakan untuk mengukur nilai MFR dan ketidakstabilan senyawa PVC.
• Dalam konfigurasi standar, pengukuran dilakukan pada suhu 175 °C dan beban 20 kg. Untuk PVC keras, mungkin bermanfaat untuk menggunakan beban uji yang lebih besar hingga sekitar 50 kg. PVC semi-keras atau lunak juga diukur pada suhu 150 °C / 50 kg.
• Die memiliki panjang 25.43 mm (1 inci), dan seperti die standar, memiliki diameter lubang 2.095 mm dan saluran masuk berbentuk kerucut.
• Dibandingkan dengan cetakan standar, cetakan ini menghasilkan pengurangan MVR sekitar 10 kali lipat.
• Volume pengisian adalah 2.15 g dan harus dipatuhi secara tepat.
• Nilai MFR dihitung dalam mg/menit dan ketidakstabilan bahan lelehan dalam %.
• Dengan metode uji ini ASTM D3364, ketidakstabilan yang disebabkan oleh efek suhu, geseran dengan putusnya ikatan polimer atau karena efek reologi seperti distribusi yang tidak merata dalam viskositas atau berat molekul dapat dideteksi.

Tindakan pencegahan pengujian khusus harus dilakukan untuk Pengukuran MFR pada PET:

• Pertama, PET harus dikeringkan secara memadai dan dituangkan ke dalam barel ekstrusi dalam keadaan kering.
• Lapisan nitrogen opsional pada barel ekstrusi extrusion barrel mencegah kontak langsung material dengan udara sekitar.
• Sesuai dengan ASTM D1238, tes dijalankan dalam urutan waktu yang ditentukan secara tepat yang direkam oleh kami testXpert testing software.

ZwickRoell memproduksi plastometer ekstrusi sederhana untuk pengukuran menurut metode A, serta instrumen dengan pengukuran perpindahan otomatis yang memungkinkan pengujian dengan metode A, B, C, dan D.