流動性指數常見的迷失

之前有跟大家介紹過,塑膠流動性指數(melting flow index),因為其測試方法簡單,普遍被原料廠商和塑膠加工業者使用,作為塑膠升溫到加工溫度時,其流動性的表示方法,MI值越低,表示這個材料加熱到熔化後其表現出來的黏度越高,相反的MI值越高,黏度則越低。若仔細深究這個測試方法,基本上MI量測到的結果,是熔化後的塑膠在靜態下被緩慢擠出的過程,跟實務上塑膠加工時具有一定的加工速度是有些差異的,以下就針對一些MI值使用上常見的迷思跟大家做詳細的說明:

  1. 認為MI值越低,代表材料的黏度越高,所以分子量比較大,甚至機械強度也會比較好。
    基本上這樣的理解是有盲點的,會影響材料在熔化狀態的黏度有很多因素,例如塑膠中有添加補強材料(玻璃纖維或無機粉體)、塑膠高分子合成時有導入支鏈結構的原料、材料改質時添加反應型擴鏈劑等,都會造成材料黏度的上升,MI值變低;若是塑膠高分子合成時有導入長碳鏈結構的原料、材料改質時添加滑劑、可塑劑等,就會造成MI值變高,因此MI值的高低和分子量以及機械強度並沒有相對應的關係。
  2. 認為MI值一樣,加工時的溫度參數設定就會一樣,原料品質也一樣。
    這是加工業者很容易踏入的陷阱,原料廠商可以透過高MI值和低MI值塑膠粒的混合,來得到預設定的MI值材料,舉個例子來說一樣都是MI=15的原料,A是原本MI就是15的材料、B是透過MI混合成MI=15的材料,實務上射出加工時,B材料中因為含有兩種MI的原料,流動性不均一,射出的製品會有尺寸收縮率異常、翹曲以及表面流痕的問題,同時也會讓製品應力殘留的問題更嚴重。
  3. 不同塑膠材料只要MI值一樣,加工上不會有太大的差異。
    這也是普遍加工業者會誤解的觀念,基本上MI測試時是在固定的溫度且速度幾乎等於零的狀態下測到的,實務上進行加工的時候廠商會設定不同的溫度,同時成型的過程中熔化的塑膠是有速度的,有些塑膠材料的特性是,溫度或速度變化對黏度變化小,例如PP、PE材料,這樣的特性的材料,其加工視窗(process window)就會比較寬。對比而言,聚酯材料例如PET、PBT、PC等,其溫度和速度的調整,對黏度的變化會影響很大,相對的加工視窗就比較窄。

總結而言,MI值只是一個簡易評估塑膠材料流動性的參數,若要更貼近實際的加工狀況,使用DMA設備量測溫度變化和振動頻率,對材料儲存模數的變化,才能對塑膠材料流動性有更進一步的了解。

 

產品諮詢:熱塑性塑膠,熱固性塑膠

尚無任何留言

您的留言