前回は、MFI（メルトフローインデックス）の基礎を紹介しました。MFIは試験が簡単にできることから、原料メーカーやプラスチックメーカーなどで広く使われています。実験温度下で試料が流動性を持っているため、粘度が高い場合にはMFIは小さくなります。対照的に、材料の粘度が低い場合は、MFIは大きく上昇します。さらに研究を進めていくと、MFIは融点での静的な押し出し材に関係しており、製造現場での実務とは何となく異なっています。以下に、MFIの使用上の誤解を明らかにします。
誤解1：MFIが小さければ、材料の粘性が高いことを意味します。 言い換えれば、分子量が大きくなり、その結果、機械的特性の性能が向上します。
上記の推論から若干の誤解があります。材料が溶解している間の粘度に影響を与える要因はたくさんあります。特に添加物はそれを簡単に変えることができます。例えば、プラスチック材料の補強材としてガラス繊維や無機フィラーがよく使われています。ポリマー合成では分岐構造の材料を使用することがあり、材料改質では鎖延長材を使用することがある。どちらも内容物をより粘度の高いものにしたり、ＭＦＩを小さくしたりする。その結果、MFIは分子量や機械的性能とは相対的なものではありません。
誤解2：材料のMFIが同じであれば、製造温度パラメータも同じで、品質も同じです。
これは、原材料のサプライヤーが、特定の MFI 材料を得るために、より高い MFI のペレットと低い MFI のペレットを混ぜることができるため、メーカーがよく陥る罠です。例えば、2 つの材料、A と B がありますが、その両方の MFI は 15 です。Ａは、MFI が15 のペレットのみからなる材料であり、Ｂは、異なるMFI を有するペレットが混合されている。この場合、Ｂはその混じり合いの特性から、製造時の流動性が不安定になる可能性がある。また、収縮率や反り、フローマークとの制御不能な差異が生じ、最終的にはより深刻な残留応力問題を引き起こす可能性がある。
誤解３：材料が同じMFIであれば、製造工程は似ているはずです。
これもメーカーのよくある俗説です。基本的に、MFIは固定温度の下で、最小化された速度でテストされます。しかし、実用的なプロセスでは、プラスチックは、異なる温度を設定して動的に溶融しています。ある材料のために、粘度は温度または速度に対応していました。例えば、PP（またはPE）の粘度は、処理温度や速度の影響を受けにくく、処理窓が大きくなります。対照的に、ポリエステル材料（すなわち、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＣ）の粘度は、温度や処理速度とより直接的に関連している。そのため、加工窓は小さくなります。
結論から言うと、MFIは流動性を表す単純な指標に過ぎません。精度を向上させるために、メーカーはしばしば特定のプロセスでDMA装置を使用していました。DMA装置は、温度変化と振動周波数が貯蔵弾性率にどのような影響を与えるかをテストし、プラスチック材料の流動性をよりよく理解するのに役立ちます。
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