Come l'ISO 1133 e il Melt Flow Index definiscono l'industria delle materie plastiche
Premessa
L’ISO 1133 è uno standard internazionale emesso dall’Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO) che definisce il metodo di prova per determinare la velocità di flusso a caldo di un polimero fuso. Questa misura è nota come Melt Flow Index e, come abbiamo visto nell’articolo “Come l’ISO 1133 e il Melt Flow Index definiscono l’industria delle materie plastiche”, è importante per valutare la fluidità e la lavorabilità dei polimeri termoplastici. Per un approfondimento del discorso, rinviamo alla prima parte di questa guida finalizzata a descrivere e a illustrare tutti gli aspetti importanti della normativa ISO 1133.
L’ISO 1133 Melt Flow Rate specifica tutti i dettagli rilevanti del Test MFI (Melt Flow Index), inclusi i seguenti aspetti chiave:
Campionamento del materiale
Prima di eseguire il test MFI (Melt Flow Index), è necessario preparare un campione rappresentativo del materiale plastico da testare. L’ISO 1133 stabilisce che il campione debba essere omogeneo e privo di impurità o contaminanti. Questo è fondamentale per ottenere risultati accurati e ripetibili nella misura del Melt Flow Rate (MFR). Qualsiasi impurità o contaminante nel campione potrebbe influire sulla sua viscosità e, di conseguenza, sulla velocità di flusso misurata
Preparazione del campione
Il campione viene solitamente preparato sotto forma di granuli o pellets. Questi granuli vengono alimentati nello strumento di prova Melt Flow Tester.
Condizioni di prova
La normativa ISO 1133 stabilisce le condizioni standard per il test, che includono la temperatura di prova e il peso del carico. La temperatura è specifica per il tipo di polimero e deve essere controllata con precisione. La temperatura comune è di 190°C per la maggior parte dei polimeri. Il peso del carico è applicato costantemente durante il test.
Calcolo dell’indice di flusso di fusione
L’indice di flusso di fusione (Melt Flow Index) è calcolato dividendo il volume di materiale fuso in grammi per il tempo di flusso in decimi di minuto. Questo indice è una misura della fluidità del polimero a una temperatura e sotto una forza specifica. Più è alto l’indice, più fluido è il polimero fuso.
Metodi di prova
La normativa ISO 1133 definisce due metodi di prova distinti, Metodo A e Metodo B, per misurare l’indice di flusso di fusione dei polimeri termoplastici. La scelta tra i due metodi dipende dalle caratteristiche specifiche del materiale plastico in esame e dagli obiettivi del test. Entrambi i metodi forniscono informazioni importanti sulla fluidità dei materiali plastici fusi, che sono fondamentali per il controllo di qualità e la selezione dei materiali nell’industria delle materie plastiche.
Scopriamoli insieme nel dettaglio.
ISO 1133 Melt Flow Rate: metodi di prova
Come abbiamo visto in un nostro precedente articolo “Melt Flow Index”, i due metodi definiti nella normativa ISO 1133, Metodo A e B, possono essere rispettivamente denominati “Metodo Gravimetrico ” e “Metodo Volumetrico”. Queste definizioni si riferiscono alle modalità di esecuzione del test MFI (Melt Flow Index) e alla registrazione dei dati durante il test.
Metodo A – Metodo Gravimetrico
Nella procedura gravimetrica, il test MFI (Melt Flow Index) permette di determinare l’indice di fluidità in massa Melt Flow Rate (MFR, melt index), misurando il peso del materiale fuso che fluisce attraverso l’ugello in un certo periodo di tempo. Il risultato del test è espresso in termini di peso del materiale fuso per unità di tempo (g/10 min)
Metodo B – Metodo Volumetrico
Nella procedura volumetrica, il test MFI (Melt Flow Index) permette di determinare l’indice di fluidità in volume Melt Volume Rate (MVR, volume index), misurando il volume del materiale fuso che fluisce attraverso l’ugello in un certo periodo di tempo, utilizzando un cilindro graduato o un pistone per registrare il volume. Il risultato del test è espresso in termini di volume del materiale fuso per unità di tempo (cm3/10 min).
Analizziamo entrambe le procedure nel dettaglio.
ISO 1133 Melt Flow Rate: metodo A (metodo gravimetrico)
Il Metodo A, noto come metodo gravimetrico, è progettato per misurare la velocità con cui un polimero fuso inizia a fluire attraverso un ugello iniziale prima di raggiungere una posizione finale. Questo metodo è particolarmente utilizzato per materiali con bassa fluidità.
La procedura del metodo A prevede le seguenti fasi:
Preparazione del campione
Il campione di plastica viene preparato in forma di granuli o pellets; come abbiamo già detto, l’omogeneità del campione è essenziale per il successo della prova.
Condizioni di prova
La temperatura di prova è impostata in base alle specifiche del materiale plastico, ma comunemente si utilizza una temperatura di 190°C. Il carico, cioè la forza applicata, è di 5 kg.
Esecuzione del test
Il campione di plastica fuso viene alimentato nell’apparecchiatura di test MFI. Un pistone applica una forza costante sul materiale, spingendolo attraverso l’ugello iniziale. La macchina registra il volume di materiale che fluisce attraverso l’ugello iniziale in un determinato intervallo di tempo, generalmente 10 minuti.
Calcolo dell’indice di flusso di fusione (Melt Flow Index)
Per il metodo A, il Melt Flow Index (MFI) o, più correttamente in questo caso, il Melt Flow Rate (MFR) viene calcolato dividendo il volume di materiale fuso in grammi per il tempo di flusso in decimi di minuto.
ISO 1133 Melt Flow Rate: metodo B (metodo volumetrico)
Il Metodo B, noto come metodo volumetrico, si concentra sulla misurazione del flusso finale del polimero attraverso un secondo ugello dopo che il materiale ha già attraversato l’ugello iniziale. Questo metodo è utilizzato per materiali con una fluidità maggiore rispetto al Metodo A.
La procedura del Metodo B è simile a quella del Metodo A, ma con alcune differenze chiave:
Preparazione del campione
Il campione di plastica viene preparato nello stesso modo del Metodo A, sotto forma di granuli o pellets.
Condizioni di prova
Anche in questo caso, la temperatura di prova è specifica per il materiale plastico, ma comunemente è di 190°C. Tuttavia, il carico è ridotto a 2,16 kg.
Esecuzione del test
Il campione di plastica fuso viene alimentato nell’apparecchiatura di test MFI, e il pistone applica una forza costante. In questo caso, il materiale fluisce attraverso un ugello iniziale e poi attraverso un secondo ugello finale. La macchina registra il volume di materiale fuso che passa attraverso l’ugello finale in un determinato intervallo di tempo, generalmente 10 minuti.
Calcolo dell’indice di flusso di fusione (Melt Flow Index)
Per il metodo B, il Melt Flow Index (MFI) o, più correttamente in questo caso, il Melt Volume Rate (MVR, volume index) viene calcolato in modo simile al Metodo A, dividendolo per il volume di materiale fuso in grammi rispetto al tempo di flusso in decimi di minuto.
ISO 1133 Melt Flow Rate: strumenti di prova
Specializzata nella fornitura di sistemi di misura e di macchine prova materiali, Amse S.r.l. propone una gamma completa di Melt Flow Index Tester per la misura dell’indice di fluidità dei materiali polimerici mirati alle attività di Ricerca (R&D) e di Controllo della Qualità (QC).
Modello MFI-1211
Esegue la prova secondo il metodo A, previsto dalla normativa ISO 1133.
Modello MFI-1221, Modello MFI-1322, Modello MFI-2322
Eseguono la prova secondo i metodi A e B grazie ad un encoder di misura della posizione del pistone.
Scopri il prodotto di questo articolo
AMSE Melt Flow Tester
AMSE propone una gamma completa di strumenti per la misura dell’indice di fluidità dei materiali polimerici (Melt Index). Normative di riferimento: ISO 1133, ASTM D1238
