Erime Akış İndeksi - Polimerlerin Akışkanlığını Değerlendirme

**Polimerlerin Erime Akış İndeksi**

Polimer özellikleri arasında, MFI, termoplastik polimerler, termoplastik karışımlar ve kompozit formülasyonları için kalite kontrol ölçümlerinden biri olarak kullanılır. Bu, ASTM veya ISO standartlarına uygun olarak gerçekleştirilir.

MFI değeri, polimerler hakkında ayrıntılı bilgiler sağlar:

- ortalama moleküler ağırlık,

- işlenebilirlik, ve

- uygun üretim süreci.

Yüksek MFI’ye sahip bir polimer, enjeksiyon kalıplama için faydalı olabilir. Bunun nedeni, "yüksek akış" malzemelerle kalıp içindeki zor akış yollarını doldurmanın daha kolay olmasıdır. Düşük MFI’ye sahip polimerler ise daha yüksek erime dayanımı sunduğu için üfleme kalıplama ve ekstrüzyon için uygun olabilir. Bu, bir parison ya da çok yönlü profilin şeklinin kontrolünü basitleştirir.

Melt flow index ile ilgili tüm sorularınıza çözümler bulun:

- Erime akış indeksi nedir?

- MFI ile moleküler ağırlık arasındaki ilişki nedir?

- Polimer MFI’sinin işlenmesine etkisi nedir?

- Polimerlerin erime akış indeksini nasıl değiştirebiliriz?

- Doldurulmuş polimerlerin/kompozitlerin erime akış indeksinin etkisi nedir?

- MFI ölçümleri için standartlar nelerdir?

- Erime akış indeksini belirlemek için koşullar nelerdir?

### Erime Akış İndeksi Nedir?

Erime akış indeksi (MFI) veya erime akış hızı (MFR), bir polimerin akışkanlığını veya erime viskozitesini değerlendirmek için kullanılan bir ölçümdür. Bir polimerin farklı işlemlerle ne kadar kolay işlenebileceğini gösterir.

MFI, belirli bir çap ve uzunluktaki bir kalıp aracılığıyla belirli bir sıcaklıkta belirli bir ağırlıkla uygulanan basınç altında 10 dakika boyunca akışkan ağırlığını gram cinsinden ifade eder. MFI birimi genellikle gram/10 dakika (g/10 dak) olarak kullanılır.

MFI testi ekipmanı Şekil 1'de gösterilmiştir. Ekstrudatın hacmi ölçüldüğünde, erime hacim hızı rapor edilir. Polimer işleme süreçlerinde, MFI değeri polimer sınıfıyla ilişkilidir ve uygun işleme yöntemlerinin seçilmesinde kullanılır.

### MFI ile Moleküler Ağırlık Arasındaki İlişki Nedir?

Bir polimerin MFI’si, viskozite ile ters orantılıdır. Dallanmaların türü ve dağılımın düzenliliği gibi özellikler de MFI ve MFR değerlerini etkiler.

Moleküler ağırlık dağılımının genişliği, farklı gravimetrik ağırlıklar altında bir malzeme için iki erime akış hızı değeri arasındaki oranlar aracılığıyla tahmin edilebilir.

MFI, polimerler, işleme ve nihai ürün özellikleri üzerindeki birçok temel parametreye duyarlıdır. Ölçümün dikkatle yapılması, olası hataların en aza indirilmesi açısından önemlidir. MFI potansiyelinin, hammadde üreticileri, polimer işleyicileri ve ürün geliştirme grupları tarafından gerçekleştirilmesi önemlidir. MFI, sadece bir kalite kontrol reolojik parametre değil, aynı zamanda polimer performanslarını belirleyen özelliklerden biridir.

Yüksek erime akış hızına sahip polimerler, daha düşük moleküler ağırlığa sahipken, düşük erime akış hızına sahip polimerler daha yüksek moleküler ağırlığa sahiptir. Bu nedenle, MFI değerleri, polimerlerin uygun işlenmesi ve uygulanması için oldukça faydalıdır.

### Polimer MFI'sinin İşlenmeye Etkisi Nedir?

Polimerlerin erime işlemi, kesme ve uzama akışına tabi tutulur. Bazı işleme yöntemleri şunlardır:

- enjeksiyon kalıplama,

- sıkıştırma kalıplama,

- üfleme kalıplama,

- ekstrüzyon,

- termoşekillendirme vb.

Bir polimerin MFI'si, belirli bir işleme yöntemini seçerken önemli bir özelliktir. MFI, kesme viskozitesi, kalıp şişmesi ve uzama viskozitesi ile ilişkilidir. Örneğin, kalıp doldurma sırasında minimum basınç düşüşleri ve enjeksiyon kalıplama sırasında kalıp açılmasını önlemek için minimum sıkıştırma kuvvetinin hesaplanmasında kullanılabilir.

### Erime Akış İndeksinin Doldurulmuş Polimerler/Kompozitler Üzerindeki Etkisi Nedir?

Polimerlere dolgu maddeleri eklenmesi, polimerlerin MFI'sini etkileyebilir. Eklenen dolgu maddesinin miktarı, şekli ve boyutu, MFI üzerindeki etkiyi değiştirir. Güçlendirici dolgu maddeleri mekanik, elektriksel ve termal özellikleri iyileştirirken; güçlendirici olmayan dolgu maddeleri maliyeti düşürmeye yardımcı olur.

### MFI Değerini Değiştirmenin Yolları

Belirli uygulamalar için gerekli MFI'ye sahip polimerleri bulmak kolay değildir. Poliolefinlerin erime akış indeksini değiştirmek için katkı maddeleri kullanılır. Örneğin, peroksit bazlı katkı maddeleri eklemek, polipropilenin MFI'sini stabilize edip artırabilir.

### MFI Ölçümleri için Standartlar

Polimer endüstrisinde MFI testi için yaygın olarak kullanılan iki standart:

- ASTM D1238 – Termoplastikler için Erime Akış Hızları Test Yöntemi

- ISO 1133 – Termoplastiklerin Erime Kütle Akış Hızı ve Erime Hacim Akış Hızının Belirlenmesi.

### Erime Akış İndeksini Belirlemek için Koşullar

Tablo 3, yaygın malzemeler için erime akış hızı ve erime hacim akış hızının belirlenmesi için önerilen koşulları göstermektedir. Bu koşullar, Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) ve Amerikan Test ve Malzeme Derneği (ASTM) kılavuzlarına uygundur.

Polimer / Plastik	ASTM Standartları Koşulları (°C/kg)	ISO Standartları Koşulları (°C/kg)
Polistiren	200/5.0, 230/1.2, 230/3.8, 190/5.0	200/5
Asetal (kopolimer ve homopolimer)	190/2.16, 190/1.05	190/2.16
Akrilikler	230/1.2, 230/3.8	230/3.8
Akrilonitril-butadien-stiren (ABS)	200/5.0, 230/3.8, 220/10	220/10
Akronil bütadien stiren /polikarbonat (ABS/PC) karışımı	230/3.8, 250/1.2, 265/3.8, 265/5.0	-
Selülöz esterleri	190/0.325, 190/2.16, 190/21.60, 210/2.16	-
Polyamid	275/0.325, 235/1.0, 235/2.16, 235/ 5.0, 275/5.0	-
Polietilen	125/0.325, 125/2.16, 250/1.2, 190/0.325, 190/2.16, 190/21.60, 190/10, 310/12.5	190/2.16, 190/21.6, 190/0.325, 190/5
Polikarbonat	300/1.2	300/1.2
Polipropilen	230/2.16	230/2.16
Politereftalate (PET, PBT)	250/2.16, 210/2.16, 285/2.16	-
Stiren akronilonitril (SAN)	220/10, 230/10, 230/3.8	220/10
Stirenik termoplastik elastomer	190/2.16, 200/5.0	-
Termoplastik elastomerler	230/2.16	-