In der Kunststofftechnik dient der Schmelzindex (Melt Flow Index, MFI) als wichtiges Kriterium für die Qualitätskontrolle und Produktabnahme am Wareneingang. Der Schmelzindex als Maß für die Schmelzeigenschaften ist im Materialdatenblatt von Polymeren enthalten und dient der Kontrolle, ob die Fließfähigkeit des Kunststoffs im vorgeschriebenen Bereich liegt. Dieses Verfahren wird üblicherweise bei Polyolefinen (HDPE-, LDPE-, LLDPE-Polyethylen, Polypropylen PP) eingesetzt.
Die ASTM D1238 spezifiziert die Messung der Extrusionsrate von geschmolzenem Kunststoff durch eine Standarddüse (2,095 x 8 mm) bei einer vorgeschriebenen Temperatur, Kraft und Kolbenposition im Zylinder während eines Messzeitraums. Der Standard definiert vier verschiedene Prüfverfahren, wobei die Verfahren A und B mit der ISO 1133 übereinstimmen. Das Verfahren C bezieht sich auf Polyolefine mit einem hohen Schmelzindex und schreibt die Verwendung einer Düse mit halben Abmessungen (Länge und Durchmesser) vor, wodurch die Durchflussrate gesenkt wird. Proben mit hoher Fließfähigkeit können auch mit Hilfe eines Düsenverschlusses geprüft werden, der vor dem Einfüllen des Materials eingesetzt und vor dem Ausbau von Kolben/Gewichtsträger entnommen wird. Beim Verfahren D wird die gleiche Probencharge mit mehreren Gewichten belastet, und so der Schmelzindex MFR unter unterschiedlichen Prüfbedingungen bestimmt. Dieses Verfahren lässt sich problemlos mit unseren Schmelzindex-Prüfgeräten mit Gewichtssatz durchführen, die für bis zu 5 Gewichte pro Prüfung konzipiert sind. Es ermöglicht die Berechnung des Schmelzratenverhältnisses (FRR), d.h. des Verhältnisses der mittleren Schmelzrate bei der höheren Belastung zur mittleren Schmelzrate bei der niedrigeren Belastung. Das Schmelzratenverhältnis ist ein Maß für die Art und Weise, wie das rheologische Verhalten von der molekularen Masseverteilung des Materials beeinflusst wird.
Wir haben die Schmelzeigenschaften einer HDPE-Probe bei 190° C und unterschiedlichen Massen (2,16, 5 und 21,6 kg) mit unserem CEAST-MMF-Prüfsystem mit Gewichtssatz bestimmt. Dieses System ist mit einem Kolbenwegsensor und einer motorisierten Gewichthebevorrichtung zum automatischen Handhaben und Auflegen der Gewichte ausgestattet und schneidet das Extrudat automatisch in genau festlegten Abständen ab. Unsere einzigartige Kraftmesszelle zur Verdichtung des Materials mit einer kontrollierten Kraft bis 750 N definiert und überwacht die gewünschte Materialaufweichung vor der Prüfung mit hoher Genauigkeit, da die Vorheizphase des Materials einen wesentlichen Einfluss auf die Wiederholbarkeit der Messungen hat. Außerdem empfehlen wir, für den Kolbenwegsensor eine 50-Punkt-Datenerfassung einzusetzen, um eine maximale Genauigkeit für jedes Gewicht zu gewährleisten. Der mit den unterschiedlichen Gewichten gewonnene Schmelzindex kann dann zur Berechnung des Schmelzratenverhältnisses (FRR) für jede Gewichtskombination herangezogen werden.
Wir empfehlen am Ende jeder Prüfung das Gerät gründlich mit unserem automatischen Zylinderreinigungsvorrichtung zu säubern. Dies verkürzt die Prüfzeiten und optimiert die Qualitätskontrolle. Für chemisch aggressive Materialien wie zum Beispiel PVC oder Fluorpolymere können wir eine spezielle korrosionsbeständige Ausrüstung (Zylinder, Düse, Kolben) für alle unsere Prüfsysteme anbieten.