MFI/MFR

Was ist MFI/MFR?

Beim Schmelzindextest handelt es sich um ein Experiment, bei dem die Masse (MFR, g/10 min) oder das Volumen (MVR) des thermoplastischen Materials gemessen wird, das in zehn Minuten bei definierter Temperatur und Kolbenlast durch eine Standard-Kapillarform fließt.

Zweck von MFI/MFR

Ziel ist die Überprüfung der Chargenkonsistenz und Verarbeitungsfähigkeit durch Überwachung des Fließverhaltens des Polymers und indirekt seines Molekulargewichts.

Bei welchen Produkten wird MFI/MFR angewendet?

Rohstoffe aus Polyethylen und Polypropylen
Injektions- und Extrusionsgranulat
recycelte Polymere
Masterbatch- und Additivmischungen

In welchen Branchen wird MFI/MFR eingesetzt?

KunststoffeAutomobilVerpackungVerbraucherprodukte

Normen zu MFI/MFR

ISO 1133-1
ISO 1133-2
ASTM D1238

Prüfbedingungen für MFI/MFR

Temperatur: In der Norm je nach Polymer definiert (z. B. 190 °C für PE, 230 °C für PP)
Laden: In der Norm definierte Kolbenbelastung (z. B. 2,16 kg oder 5 kg)
Muster: Standardabmessungen der Kapillardüse
Kurutma: Hygroskopische Polymere müssen vor der Messung getrocknet werden

Prüfgerät für MFI/MFR

Schmelzindexgerät (Plastometer)
Kalibergewichtssatz
Analysenwaage
Trockenofen

Probenanforderungen für MFI/MFR

Die Probe muss in körniger oder gemahlener Form vorliegen
Hygroskopische Polymere müssen unter den in der Norm definierten Bedingungen getrocknet werden.
Temperatur und Belastung sollten entsprechend der Materialnorm gewählt werden
Es müssen ausreichend Schnitte vorgenommen werden

Dauer von MFI/MFR

In der Regel 1–2 Tage, einschließlich Probenvorbereitung.

Ablauf von MFI/MFR

1Numune gerekiyorsa kurutulur.
2Das Gerät wird auf die Zieltemperatur gebracht und äquilibriert.
3Die Probe wird in den Zylinder gefüllt und vorgewärmt.
4Kolbenlast wird aufgebracht.
5In definierten Abständen werden Stecklinge entnommen und gewogen.
6MFR oder MVR wird berechnet.

Annahmekriterien für MFI/MFR

Das Akzeptanzkriterium ist der in der Materialnorm oder -spezifikation angegebene MFR-Bereich.

Auswertung der Ergebnisse

Ändert sich die Temperatur- und Lastkombination, ist das Ergebnis nicht vergleichbar; Der Bericht muss diese beiden Parameter enthalten. Die Messung feuchter Proben ergibt aufgrund des hydrolytischen Abbaus einen falsch hohen MFR.

Prüfbericht zu MFI/MFR

Standard angewendet
Temperatur und Belastung
Trocknungsbedingungen
Schnittmassen und MFR/MVR-Wert
Bewertung anhand des Materialstandards

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Kunststoffprüfung — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test MFI/MFR gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Kunststoffprüfungen bestimmen das mechanische, thermische und Brennverhalten eines Polymerwerkstoffs. Anders als Metalle sind Kunststoffe VISKOELASTISCH: Ihr Verhalten hängt von Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur und Feuchtigkeit ab. Dasselbe Material liefert daher unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Ergebnisse, und die Prüfbedingungen sind ein untrennbarer Teil des Ergebnisses.

Die praktische Folge der Viskoelastizität ist Folgendes: Ein Kunststoffteil verformt sich unter konstanter Last mit der Zeit weiter (Kriechen), und die bei konstanter Verformung getragene Spannung nimmt mit der Zeit ab (Spannungsrelaxation). Eine Schraubverbindung lockert sich, eine Klemme verliert ihre Klemmkraft, ein Regal hängt mit der Zeit durch. Ein kurzzeitiger Zugversuch zeigt dieses Verhalten nicht; es ist ein Langzeitversuch oder ein beschleunigtes Modell erforderlich.

Das thermische Verhalten ist die zweite Hauptachse. Die Schmelzflussrate zeigt die Verarbeitbarkeit des Materials und die Konsistenz von Charge zu Charge; die Wärmeformbeständigkeitstemperatur und der Vicat-Erweichungspunkt geben eine grobe Grenze für die Einsatztemperatur an. Die thermische Analyse (DSC, TGA, DMA) offenbart die Identität des Materials: Glasübergangstemperatur, Schmelzverhalten, Kristallinität, Füllstoffgehalt und Zersetzungstemperatur.

Das Brennverhalten ist die dritte Achse und ist direkt mit Produktnormen verknüpft. Die UL-94-Klasse und der Grenzsauerstoffindex werden in das Materialdatenblatt aufgenommen; für das Gehäuse eines Elektrogeräts wird eine bestimmte Klasse verlangt, während für ein Bauprodukt ein anderes Klassifizierungssystem gilt.

Alterung ist der am häufigsten übersprungene Teil des Gebiets. Kunststoffe zersetzen sich unter UV, Wärme, Feuchtigkeit und Sauerstoff: Die Farbe ändert sich, die Oberfläche reißt, die Schlagzähigkeit sinkt. Bei einem für den Außenbereich bestimmten Teil zählen nicht die Werte am ersten Tag, sondern die Werte nach der Alterung. Xenon-Bogen- und Fluoreszenz-UV-Geräte beschleunigen diesen Abbau und ermöglichen einen Vergleich.

Das Ergebnis dieser Familie wird meist in das Materialdatenblatt eingetragen, und Produktnormen verweisen auf dieses Datenblatt. Zwischen dem Datenblattwert und dem Verhalten des tatsächlichen Teils kann es jedoch einen Unterschied geben: die beim Spritzgießen entstehende Orientierung, Bindenähte und innere Spannungen lassen das Teil anders reagieren als das Probestück.

Die Verwendung von Rezyklat hat dem Gebiet eine neue Frage hinzugefügt. Rezyklierte Harze variieren von Charge zu Charge; mechanische Eigenschaften, Farbe und Brennverhalten können sich zwischen Chargen verschieben. Für einen Hersteller, der Rezyklat verwendet, ist die Eingangskontrolle des Materials daher keine Option, sondern eine Notwendigkeit.

Methodengruppen in diesem Bereich

Mechanisch
Zug, Druck, Biegung, Charpy- und Izod-Schlagzähigkeit, Härte (Shore), Kriechen und umgebungsbedingte Spannungsrissbildung.
Thermisch
Schmelzflussindex (MFI), Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT), Vicat-Erweichungstemperatur, lineare Wärmeausdehnung.
Thermische Analyse
Übergangstemperaturen und Kristallinität durch DSC, Zusammensetzung und Zersetzung durch TGA, dynamisch-mechanisches Verhalten durch DMA.
Brennverhalten
UL-94-Klassifizierung, Grenzsauerstoffindex (LOI), Glühdraht- und Nadelflammprüfungen.
Altern
Beschleunigte Alterung durch Xenonbogen und fluoreszierendes UV, Warmluftalterung, Feuchtigkeit und Kondensation.
Physikalisch
Dichte, Wasseraufnahme, Aschegehalt, Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit von Folien und Platten.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Kunststoffergebnis ohne angegebene Prüfgeschwindigkeit und -temperatur kann nicht interpretiert werden; das viskoelastische Verhalten hängt von diesen Parametern ab.
Ein Probestückergebnis überträgt sich nicht direkt auf das tatsächliche Teil; die Spritzgussorientierung und Bindenähte sind entscheidend.
HDT- und Vicat-Werte sind KEINE Einsatztemperaturen; sie sind ein grober Hinweis auf eine Obergrenze und gelten nicht unter Last.
Die UL-94-Klasse hängt von der Dicke ab; eine andere Wandstärke erfordert eine erneute Verifizierung.
Bei feuchtigkeitsaufnehmenden Polymeren (wie Polyamid) sind die Ergebnisse irreführend, wenn keine Konditionierung durchgeführt wird.
Die Ergebnisse von ASTM D638 und ISO 527 sind nicht direkt gleichwertig; Die Probengeometrien und Ratendefinitionen sind unterschiedlich.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Materialauswahl und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der Brennbarkeits- und Wärmeanforderungen der Produktnorm
Überprüfung der Verwendung von Rezyklatanteil und Chargenkontrolle
Kontrolle des Formgebungsprozesses und Chargenkonsistenz
Nachweis der Alterungsbeständigkeit für den Außeneinsatz

Häufige Fragen zu MFI/MFR

Gibt der MFR-Wert das Molekulargewicht an?

Es ergibt sich nicht direkt, sondern es besteht ein umgekehrter Zusammenhang: Ein höherer MFR weist im Allgemeinen auf ein niedrigeres Molekulargewicht hin. Für die quantitative Bestimmung des Molekulargewichts ist eine Gelpermeationschromatographie erforderlich.