Zwick Roell: Schmelzindexwerte sicher bestimmen

Zur Qualitätsbeurteilung thermoplastischer Kunststoffe wird üblicherweise die Schmelze-Massefließrate (MFR) oder die Schmelze-Volumenfließrate (MVR), zum Beispiel nach DIN EN ISO 1133 bestimmt. Da das Verfahren einfach zu handhaben ist und der gerätetechnische Aufwand relativ gering bleibt, erfreut es sich großer Beliebtheit bei den Kunststoff-Verarbeitern, den Compoundierern wie auch bei den Recyclern.

Bei diesem Messverfahren wird eine Kunststoffschmelze mit einem Prüfkolben unter bekannter Last durch eine Düse mit genormten Abmessungen extrudiert. Aus der Extrusionsgeschwindigkeit wird die Fließrate MFR oder MVR ermittelt, die das Fließverhalten des Kunststoffs charakterisiert.

Bei der MFR-Bestimmung wird das Gewicht des Materials bestimmt, das in einer bestimmten Zeit extrudiert wurde. Bei der MVR-Bestimmung wird der Kolbenweg bestimmt, der in einer bestimmten Zeit zurückgelegt wurde. Damit sind die Messgrößen die Zeit, der Kolbenweg oder das Gewicht des extrudierten Kunststoffs.

Bei der Messung sehr flüssiger Kunststoffschmelzen fließt in kurzer Zeit sehr viel Material durch die Düse. Die Messzeit wird also entsprechend kurz sein. Eine Optimierung der Messgenauigkeit kann erreicht werden, indem eine möglichst lange Messzeit gewählt wird, die aber noch kurz genug ist um die Messung mit der zur Verfügung stehenden Schmelzemenge abschließen zu können.

Soll sehr zähflüssiger Kunststoff geprüft werden, fließt nur sehr wenig Material durch die Düse. In diesem Fall muss sichergestellt werden, dass der zu messende Kolbenweg oder das Materialgewicht hinreichend groß ist, um eine sichere Bestimmung zu erlauben.

So ergibt sich zwischen sehr flüssigen und sehr zähen Schmelzen ein breiter Anwendungsbereich, in dem die Prüfparameter in Abhängigkeit des zu erwartenden Ergebnisses so gesetzt werden müssen, dass alle erforderlichen Messgrößen mit einer guten Genauigkeit bestimmt werden können und die zur Verfügung stehenden Messbereiche nicht überschritten werden.

Um dies zu erreichen, hat Zwick (www.zwick.de) für sein neues Fließprüfgerät "Mflow" die automatische Kennfeldsteuerung APC entwickelt. In vorgefertigten Tabellen ist eine Messanweisung hinterlegt, die das Messverfahren für den gesamten MFR-Bereich von Null bis unendlich beschreibt. Während der Prüfung bestimmt die Software des Geräts die aktuelle Extrusionsgeschwindigkeit und wählt automatisch die am Besten geeignete Messanweisung aus.

Mit der automatischen Kennfeldsteuerung APC gehören Vorversuche zur Bestimmung der geeigneten Prüfparameter weitestgehend der Vergangenheit an. Besonders wenn Kunststoffe mit stark unterschiedlichem Fließverhalten zu prüfen sind, entfällt dadurch ein erheblicher zeitlicher Aufwand für die Prüfung. Weiterhin entfällt die an konventionellen Geräten immer wieder notwendige Parametereinstellung. Geräte, die die automatische Kennfeldsteuerung verwenden seien quasi auf Lebenszeit für den Messablauf vorprogrammiert.

Bild: Das neue Fließprüfgerät bietet mit der neuartigen "Kennfeldsteuerung" eine automatische Einstellung der optimalen Versuchsparameter während der Prüfung.

FAKUMA 2008, Friedrichshafen, 14.-18. Oktober 2008, Halle B3, Stand 3125

Zwick GmbH & Co KG, Ulm

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