MFR-Normen: ISO 1133 und ASTM D1238

Die Bestimmung der Schmelze-Massefließrate (MFR) und der Schmelze-Volumenfließrate (MVR) ist in verschiedenen internationalen Normen beschrieben. Gebräuchlich sind hauptsächlich die ISO 1133 und die ASTM D1238. Beide Normen beschreiben ähnliche Versuche die sich allerdings geringfügig unterscheiden. Dieser Artikel soll einen kurzen Überblick geben und die groben Unterschiede aufzeigen.

ISO 1133-1 und ISO 1133-2

Die alte ISO 1133:2005 wurde aufgeteilt und durch die ISO 1133-1:2011 ersetzt, die das allgemeine Prüfverfahren beschreibt. Ergänzend wurde die ISO 1133-2:2011 für Materialien, die empfindlich gegen eine zeit- bzw. temperaturabhängige Vorgeschichte und/oder Feuchte sind veröffentlicht. Je nach Prüfmaterial ist die entsprechende Norm zu wählen.

Die ISO 1133-1 beschreibt grundsätzlich zwei verschiedene Verfahren. Bei Verfahren A wird der extrudierte Strang während der Messung in definierten Zeitschritten abgeschnitten. Der MFR wird aus dem Gewicht der Strangabschnitte ermittelt. Bei Verfahren B wird die Stempelgeschwindigkeit gemessen und daraus der MVR berechnet. Mit der Schmelzedichte kann zwischen MVR und MFR umgerechnet werden.

Die Messungen erfolgen grundsätzlich in einer Messstrecke 50-20 mm vor der Düse mit einer Aufschmelzzeit von 5 min. Bei niederviskosen Materialien darf außerdem auch eine Kapillare halber Größe (halber Durchmesser, halbe Länge) verwendet werden. Auch das Bestimmen des Fließratenverhältnisses (FRR, engl.: Flow Rate Ratio) wird in der Norm beschrieben.

ISO 1133-2 ist vereinfacht ausgedrückt eine Verschärfung der ISO 1133-1. Die größten Unterschiede sind: Bei hygroskopischen Materialien werden ein Vortrocknen und eine Bestimmung der Restfeuchte vorgeschrieben. Der zeitliche Ablauf des Befüllens und des Messablaufs ist strenger reglementiert. Es wird eine genauere Temperaturregelung gefordert.

ASTM D1238

Auch die Amerikanische Norm ASTM D1238 beschreibt zwei Prozeduren A und B die vom grundsätzlichen Messablauf den ISO 1133-1 Verfahren A und B entsprechen. Größte Unterschiede zur ISO 1133-1 sind: Die Aufschmelzzeit beträgt 7 min statt 5 min. Die Standard-Messstrecke liegt zwischen 46-20,6 mm (1 Zoll Länge) vor der Kapillare und es gibt eine verkürzte Messtrecke für hochviskose Materialien von 46-39,65 mm (1/4 Zoll Länge). Außerdem werden etwas andere Anforderungen an die Temperaturverteilung im Prüfkanal gestellt. Ein Äquivalent zur schärferen ISO 1133-2 existiert nicht. Es wird allerdings direkt auf eine gegebenenfalls notwendige Konditionierung des Probenmaterials hingewiesen.

Die Messungen mit der Kapillaren halber Größe (sog. „Half-Die“; halber Durchmesser, halbe Länge, gleiche Abmessungen wie in ISO 1133) werden als Prozedur C beschrieben. Der Ablauf entspricht bis auf die Kapillare weitestgehend Prozedur B. Als Prozedur D wird außerdem eine Mehrgewichtsmessung zur Bestimmung der FRR mit nur einer Kanalfüllung beschrieben.

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Alle GÖTTFERT Plastometer sind so konstruiert, dass sowohl ISO 1133-1 und ISO 1133-2 als auch ASTM D1238 erfüllt werden. Es werden jeweils die strengsten Vorgaben erfüllt. Optional kann die Endabnahme und Wartung unserer Maschinen auch nach der strengen Labormanagementnorm ISO 17025 erfolgen.

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