Schmelzindex (MFR/MVR) vs. Kapillarrheometer

Die Fließfähig von Materialien bzw. Kunststoffen kann sowohl mit einem Schmelzindex-Prüfgerät, auch Plastometer genannt, als auch mit einem Kapillarrheometer geprüft werden. Die Messsysteme sind allerdings für verschiedene Anwendungsfälle optimiert.

Schmelzindex-Prüfgeräte sind sehr einfach zu bedienen und liefern schnell eine einzelne Kennzahl. Im Gegensatz dazu ist es mit einem Kapillarrheometer möglich, die Viskosität bei allen verarbeitungstechnisch relevanten Schergeschwindigkeiten zu bestimmen. Kapillarrheometerversuche sind insgesamt etwas aufwendiger und dauern länger. Im Vergleich sind Schmelzindex-Prüfgeräte deutlich kostengünstiger.

Die unterschiedlichen Fähigkeiten werden im folgenden Anwendungsbeispiel deutlich.

Das Diagramm zeigt die Ergebnisse eines Vergleichs von Schmelzindexmessung und Kapillarrheometer an zwei Chargen des gleichen Materials. Material 1 macht in der Verarbeitung mittels Spritzguss Probleme, während Material 2 ohne Probleme funktioniert.

In der Wareneingangskontrolle mittels MVR-Tests sind beide Chargen unauffällig. Beide liegen in der Spezifikation und unterscheiden sich nur geringfügig. Bei einem Vergleichsversuch auf einem Kapillarrheometer wird ein sehr großer Schergeschwindigkeitsbereich abgefahren. Gerade bei den verarbeitungsrelevanten höheren Schergeschwindigkeiten zeigt sich ein deutlicher Unterschied zwischen beiden Chargen. Das während der Verarbeitung problematische Material 1 hat bei hohen Schergeschwindigkeiten eine deutlich höhere Viskosität.

Dieser Unterschied in der Viskosität bei höheren Scherraten erklärt das unterschiedliche Verhalten im Prozess. Diese Materialcharakteristik lässt sich mit dem MVR-Grundversuch mit nur einem Gewicht nicht feststellen. Durch Mehrgewichtsmessungen, wie sie beispielsweise mit unserem Schmelzindex-Prüfgerät mi40 möglich sind, kann diese Charakteristik durch die Bestimmung des Fließratenverhältnisses (FRR: engl.: Flow-Rate-Ratio) auch erkannt werden. Mit dem Add-On "Viskositätsmessung" ist das mi40 visco auch direkt in der Lage die Viskosität bei höheren Scherraten zu messen.

 

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