Determinazione dei valori MFR e MVR sulle materie plastiche

• ISO 1133-1 - Plastica — Determinazione dell’indice di fluidità in massa (MFR) e in volume (MVR) dei termoplastici — Parte 1: Metodo standard
• ISO 1133-2 - Plastica — Determinazione dell’indice di fluidità in massa (MFR) e in volume (MVR) dei termoplastici — Parte 2: Metodo per materiali sensibili alla storia tempo-temperatura e/o all'umidità
• ASTM D1238 - Metodo di prova standard per la determinazione dell’indice di fluidità in massa dei termoplastici con plastometro a estrusione
• ASTM D3364 Metodo di prova standard per la determinazione dell’ indice di fluidità dei composti in poli (cloruro di vinile) con implicazioni strutturali molecolari

Inoltre, devono essere rispettate le norme di specifica dei singoli materiali da stampaggio, in cui sono standardizzate le temperature di prova, i carichi nominali e, se necessario, altre condizioni particolari specifiche del materiale da utilizzare con le prove MFR e MVR. Queste possono allontanarsi dalle specifiche standard ISO 1133 e ASTM D1238.

I metodi di misurazione di MFR, MVR e FRR dei materiali termoplastici secondo le norme ISO 1133 e ASTM D1238 sono equivalenti, ma differiscono per alcuni aspetti, in particolare per quanto riguarda la procedura e le condizioni di prova:

• Per alcuni polimeri, le temperature e i pesi di prova sono specificati in modo diverso nella norma ISO e nella norma ASTM.
• Il volume di polimero consigliato da utilizzare è leggermente diverso.
• La durata della fase di preriscaldamento è fissata ad almeno 5 minuti nella norma ISO 1133-1, ma può essere anche molto più lunga. Nell'ASTM D1238, la durata della fase di preriscaldamento è standardizzata a 7 minuti con una tolleranza rigorosa di ±0,5 minuti.
• Secondo la ISO, il punto di partenza del test si trova a una posizione del pistone di 50 mm sopra il punzone, mentre la norma ASTM fissa questo punto a 46±2 mm.
• I test dei polimeri sensibili a tempo o temperatura e/o umidità (ad esempio, PBT, PET o PA) sono descritti nella norma separata ISO 1133-2, mentre la ASTM D1238 specifica una sequenza temporale di test strettamente tollerata per tutti i tipi di polimero.
• La norma ISO 1133-1 lascia in gran parte all'operatore il compito di determinare la sezione o gli intervalli di misura adatti alla procedura di misurazione, mentre la norma ASTM D1238 specifica in modo molto preciso su quale distanza di corsa del pistone o a quale intervallo di sezione devono essere effettuate le misurazioni a quale valore MFR o MVR.

Nel metodo A, il materiale estruso viene tagliato a intervalli di tempo costanti e determinato con una bilancia analitica. Il risultato del test è la massa estrusa per unità di tempo ( indice di fluidità in massa MFR) espressa in g/10 min.

Il metodo A può essere utilizzato per tutti i polimeri termoplastici caricati o non caricati.

Nel metodo B, invece della massa di un estruso tagliato a intervalli regolari, si determina il volume estruso della massa polimerica. Il plastometro è dotato di un trasduttore di spostamento del pistone. L’indice di fluidità in volume MVR è il volume del materiale estruso per unità di tempo, espresso in cm³/10 min e calcolato dalla distanza che il pistone percorre per unità di tempo.

Un vantaggio significativo di questo metodo è l'eliminazione del taglio meccanico. Con una buona sincronizzazione del valore di misurazione dello spostamento e del tempo, questo metodo può raggiungere un elevato livello di accuratezza con tempi brevi di misurazione e spostamento del pistone. Pertanto, a seconda del materiale, dei requisiti di accuratezza e del risultato MVR, è possibile effettuare più di 30 misurazioni individuali con un solo riempimento della barra di estrusione.

Il valore MVR è adatto ad essere utilizzato per le specifiche dei materiali secondo la norma ISO 10350-1. Tuttavia, nel caso di materiali di stampaggio caricati, la semplice conversione in un valore MFR non è generalmente possibile a causa delle fluttuazioni della densità del materiale plastico fuso.

Il metodo C si riferisce a una variante della prova MVR secondo il metodo B.

Per i materiali termoplastici con un valore MFR superiore a 75 g/10 min, oltre a poter ridurre il carico nominale, sia la ISO 1133 che la ASTM D1238 prevedono l'uso di un ugello con altezza e diametro dell'orifizio dimezzati. Tuttavia, non è possibile una comparazione diretta dei risultati determinati usando l’ugello standard.

Nell’analisi delle poliolefine si è soliti indicare il valore MVR per i diversi livelli di carico e determinare il rapporto dell'indice di fluidità (flow-rate ratio FRR). Se si utilizzano plastometri a estrusione semplici, ciò richiede la misurazione di diversi riempimenti. I plastometri a estrusione, come il nostro Aflow, dotato di un dispositivo di cambio automatico del carico, possono misurare più livelli di carico da un singolo riempimento.