¿Qué es la tasa de flujo?

La relación de caudal se obtiene dividiendo un valor de MFI obtenido mediante el uso de una masa más alta por uno obtenido con el uso de una masa más baja.

La relación de velocidad de flujo (FRR) se usa comúnmente como una indicación de la forma en que el comportamiento reológico de un termoplástico se ve influenciado por la distribución de masa molecular del material. Dado que los polímeros están formados por diferentes longitudes de cadenas moleculares de polímero, la longitud de la cadena determina las características de flujo. Dado que es difícil controlar la longitud exacta de la cadena durante la polimerización, la mezcla o distribución resultante de longitudes de cadena (largas y cortas), también conocida como distribución de peso molecular, afecta las propiedades de flujo resultantes. Esta distribución de peso molecular también contribuye de manera importante a las propiedades físicas y mecánicas del polímero resultante, entre otros elementos.

De acuerdo con ISO 1133 (2011), el índice de flujo (FRR) se calcula tomando una media de las mediciones del índice de fluidez utilizando un peso gravimétrico bajo (por ejemplo, 2,16 kg) y una media de las mediciones del índice de flujo de fusión utilizando un peso gravimétrico más alto (por ejemplo, 10 kg). ). Dividir uno por otro da una relación:

FRR = MFR (190 ° C, 10 kg) / MFR (190 ° C, 2,16 kg)

De manera similar, la relación se puede derivar utilizando la tasa de volumen de masa fundida en lugar de la tasa de flujo de masa fundida,

FRR = MVR (190 ° C, 10 kg) / MVR (190 ° C, 2,16 kg)

El índice de flujo de fusión (MFI) o la tasa de flujo de fusión (MFR) es una medida de las características de flujo de un polímero dado, también conocidas como propiedades reológicas en el estado fundido bajo una presión aplicada conocida. El valor de MFI indicado en muchas hojas de datos se refiere a la cantidad de polímero que se extruye a través de un orificio (troquel) dado conocido y se expresa como cantidad en g / 10 minutos o para el índice de volumen de fusión en cm.3 /10 minutos.

El principio básico de MFI es simple. La resina polimérica, las escamas o los polvos se introducen en un cilindro calentado en el fondo del cual hay una matriz con un diámetro de agujero conocido. El tamaño de la matriz de orificio estándar es de 2.095 mm de diámetro. Es importante asegurarse de que cuando los gránulos de polímero se introduzcan en el cilindro, todo el aire atrapado se elimine manipulando los gránulos, ya que cualquier atrapamiento de aire dará resultados erróneos. Una vez que el orificio está lleno, se coloca un pistón en el cañón con un peso muerto conocido encima. Para máquinas muy básicas, las muestras extruidas se cortan y se pesan a partir de las cuales se calcula el valor de MFI.

Por qué es importante ?

La viscosidad a cizallamiento lento infinito se llama viscosidad de velocidad de cizallamiento cero (η0) que es esencialmente lo que se obtiene utilizando el peso gravimétrico más bajo durante MFI. El adelgazamiento por cizallamiento observado de los polímeros fundidos es causado por el desenredo de las cadenas del polímero durante el flujo. Los polímeros con un peso molecular suficientemente alto siempre se entrelazan y orientan aleatoriamente en reposo. Cuando se cortan, comienzan a desenredarse y alinearse, lo que hace que la viscosidad disminuya. El grado de desenredo dependerá de la tasa de corte. A velocidades de cizallamiento suficientemente altas, los polímeros se desenredarán completamente y se alinearán completamente. En esta etapa, la viscosidad del polímero fundido será independiente de la velocidad de cizallamiento, es decir, el polímero volverá a comportarse como un líquido newtoniano. Lo mismo es cierto para velocidades de cizallamiento muy bajas; las cadenas de polímero se mueven tan lentamente que el enredo no impide el flujo de cizallamiento.

Referencias:

ISO 1133 – Primera edición 2011-12-01

Ray-Ran MFR300: Introducción al Sistema Avanzado de Flujo de Fusión