Schmelzflussindex

Der Schmelzflussindex (engl. MFI = Melt Flow Index oder MFR = Melt Flow Rate) dient zur Charakterisierung des Fließverhaltens (Formmassenprüfung) eines Thermoplasten bei bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen. Er ist ein Maß für die Viskosität einer Kunststoffschmelze. Daraus lässt sich auf den Polymerisationsgrad, also die mittlere Anzahl von Monomereinheiten in einem Molekül schließen.

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Der MFI wird mittels eines Kapillarrheometers nach DIN EN ISO 1133 ermittelt, wobei das Material (Granulat oder Pulver) in einem beheizbaren Zylinder aufgeschmolzen und unter Druck durch eine Düse (Kapillare) gedrückt wird. Ermittelt wird die Masse der Polymerschmelze (des Extrudats) als Funktion der Zeit.

$\dot\gamma=\frac{Gewicht}{Volumen}=\frac{MFI}{A*v}$ ,

wobei $\dot\gamma$ ...Schergefälle (siehe Viskosität), $A$ ...Zylinderquerschnitt, $v$ ...Kolbengeschwindigkeit.

Die Einheit für den MFI ist g/10min.

Beispiel: MFI/190/5 (Prüftemperatur 190°C, Kraft 5 kp) von Hostalen GM5010T2 (Polyethylen) = 0,4-0,7 g/10min

Wird ein Kunststoff – beispielsweise durch Chemikalienangriff oder Strahlung – so geschädigt, dass ein Kettenabbau einsetzt, so verringert sich seine Schmelzviskosität und die Schmelzvolumenrate steigt. Auch Materialverunreinigungen oder Fehler während der Verarbeitung können den MFR negativ beeinflussen. Der MFR sagt nur indirekt etwas über die Zusammensetzung des Kunststoffes aus, er ist vielmehr ein Wert der in der Qualitätssicherung Anwendung findet.

Hauptanwendungsgebiete der Schmelzflussindexmessung

Produktionskontrolle
Wareneingangskontrolle
Schadensanalyse

Literatur

Otto Schwarz: Kunststoffkunde, Würzburg: Vogel Verlag, 2005, ISBN 3-8023-1987-7
Walter Hellerich; Günther Harsch; Siegfried Haenle: Werkstoff-Führer Kunststoffe: Eigenschaften, Prüfungen, Kennwerte, Hanser Fachbuchverlag München, 2004, ISBN 3-446-22559-5
DIN EN ISO 1133 Bestimmung der Schmelze-Massefließrate (MFR) und der Schmelze-Volumenfließrate (MVR) von Thermoplasten

Kategorien: Kunststofftechnik | Werkstoffprüfung

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